# data[].attributes.attachment_link.title
Amazingly Simple Graphic Design Software - Canva

# data[].attributes.attachment_link.description
Amazingly Simple Graphic Design Software - Canva

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Zadania

Opór elektryczny

Zadanie 1

Jednostką oporu elektrycznego jest

Om Ω czyli A/V

Om Ω czyli V*A

Om Ωczyli V/A

Dalej

Dobrze!

Zadanie 2

Oblicz napięcie, jeśli opór elektryczny jest równy 920 Ω, a natężenie prądu wynosi 0,25 A

230V

220 V

3680 V

Dalej

Dobrze!

Zadanie 3

Na podstawie danych z wykresu oblicz opór

5 Ω

200 Ω

0.005 Ω

https://epodreczniki.pl/a/prawo-ohma-i-opor-elektryczny/Da9xyUYt7

Dalej

Dobrze!

Zadanie 4

Oblicz jaką baterią jest zasilany kalkulator przez który płynie prąd o natężeniu 0,2 A, a opór wynosi 22,5 Ω.

112,5 V

9 V

4,5 V

Dalej

Dobrze!

Zadanie 5

Dokończ zdanieNatężenie prądu elektrycznego jest wprost proporcjonalne do .......

oporu właściwego, a odwrotnie proporcjonale do oporu elektrycznego.

napięcia przyłożonego między końcami przewodnika, a odwrotnie proporcjonale do oporu elektrycznego.

oporu elektrycznego, a odwrotnie proporcjonale do napięcia przyłożonego między końcami przewodnika.

Wyniki

Dobrze!

Wynikiliczy się tylko jeśli za 1 razem została podana poprawna odpowiedź

1 poprawnie

2 poprawnie

3 poprawnie

5 poprawnie

20%

40%

60%

80%

4 poprawnie

100 %

# data[].attributes.attachment_link.description
Zadania Opór elektryczny Zadanie 1 Jednostką oporu elektrycznego jest Om Ω czyli A/V Om Ω czyli V*A Om Ωczyli V/A Dalej Dobrze! Zadanie 2 Oblicz napięcie, jeśli opór elektryczny jest równy 920 Ω, a natężenie prądu wynosi 0,25 A 230V 220 V 3680 V Dalej Dobrze!

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Fizyka - to było w klasie 7

Pytanie

Zadania

Jednostki - memory

Pytania

Pytania z odpowiedzią do wyboru

Sprawdź ile pamiętasz z klasy 7 - rozwiąż zadania!

Powodzenia.

Poziom zadań - łatwy

Wylosuj dział, z którego będzie pytanie. Nastęnie wybierz go z poniższej listy

Właściwości i budowa materii

Hydrostatyka i aerodyanmika

Kinematyka

Dynamika

Praca, moc, energia

Termodynamika

Zadanie 1

Oblicz moc wiertarki, która wykonała pracę 8 kJ

w czasie 10 sekund.

W kubku znajduje się mleko o temperaturze zbliżonej do temperatury wrzenia wody. Co się stanie po włożeniu do kubka łyżeczki

o temperaturze pokojowej?

Masz dwie szklanki, w jednej jest 200ml wody,
a w drugiej 150 ml wody.

Co możesz powiedzieć o ich energii wewnętrznej?

1. Energia wewnętrzna cieczy w obu szklakach jest taka sama, gdyż tu i tu jest woda.

2. Energia wewnętrzna jest większa w szklance, w której jest 200 ml wody.

3. Energia wewnętrzna jest większa w szklance, w której jest 150 ml wody.

Zły wybór!

Zły wybór!

Brawo!

1. Energia wewnętrzna mleka zmniejszy się, a energia wewnętrzna łyżeczki zwiększy się

2. Energia wewnętrzna mleka nie zmieni się, a energia wewnętrzna łyżeczki zwiększy się.

3. Energia wewnętrzna yżeczki i energia wewnętrzna mleka nie ulegnie zmianie.

Zły wybór!

Zły wybór!

Brawo!

Proces odwrotny do krzepnięcia to

Może być prostolinowy lub krzywoliniowy

tor - ruch - układ odniesienia

Jaka wielkość fizyczna nie zmienia się w ruchu jednostajnym prostolinowym?

droga - predkość - przyśpieszenie

Jak nazywa się przekazanie ciepła na odległość?

konwekcja - promieniowanie - przewodnictwo cieplne

Zły wybór

Zły wybór

Zły wybór

Brawo!

Zły wybór!

Brawo!

Zły wybór!

Zły wybór!

Zły wybór!

Brawo!

Zły wybór!

Zły wybór!

Brawo!

Wskaż poprawną odpowiedź

Wystukaj odpowiedź na literach alfabetu

Może być wklęsły lub wypukły?

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

Brawo!

Wystukaj odpowiedź na literach alfabetu

Może być statyczne lub dynamiczne

zły wybór

zły wybór

zły wybór

zły wybór

zły wybór

zły wybór

zły wybór

zły wybór

zły wybór

Brawo!

Wystukaj odpowiedź na literach alfabetu

zły wybór

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

zły wybór!

Brawo!

# data[].attributes.attachment_link.description
Fizyka - to było w klasie 7 Pytanie Zadania Jednostki - memory Pytania Pytania z odpowiedzią do wyboru Sprawdź ile pamiętasz z klasy 7 - rozwiąż zadania! Powodzenia. Poziom zadań - łatwy Wylosuj dział, z którego będzie pytanie.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Znajdź wehikuł Alberta

Albert podczas eksperymentów przeniósł się do naszej teraźniejszości wykorzystując wehikuł czasu, jednakże taka z niego gapa, że nie potrafi wrócić do miejsca, w którym go zostawił... a niczego nie pragnie bardziej niż powrotu do swojej rzeczywistości. Aby mu pomóc musisz przejść przez pokój zagadek, kliknij planetę, która jest najbliżej Alberta.

Zagadka 1

Zagadka 3

Odszukaj ukryte elementy (jest ich 5) i uzyskaj słowa klucze do rozwiązania zagadki. Zdobądź je wszystkie aby przejść dalej.

# data[].attributes.attachment_link.description
Znajdź wehikuł Alberta Albert podczas eksperymentów przeniósł się do naszej teraźniejszości wykorzystując wehikuł czasu, jednakże taka z niego gapa, że nie potrafi wrócić do miejsca, w którym go zostawił... a niczego nie pragnie bardziej niż powrotu do swojej rzeczywistości. Aby mu pomóc musisz przejść przez pokój zagadek, kliknij planetę, która jest najbliżej Alberta.

# data[].attributes.attachment_link.title
Termodynamika by Szkoła Podstawowa on Genially

# data[].attributes.attachment_link.description
Discover more about Termodynamika ✌️ - Review

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Dynamika

to cecha która sprawia, że ciało które jestw spoczynku chce w nim pozostać, a ciało, które jestw ruchu nadal che pozostaćw ruchu.np. Kiedy jesteś pasażerem samochodu i pojaz ruszaz miejsca twoje ciało zostaje wciśnięte w fotel - chce pozostaćw spoczynku . Podczas hamowania przechylasz się do przodu, co jest związane z faktem, że twoje ciało było w ruchu i chce w nim pozostać.

Bezwładność

jest miarą bezwładności

Masa

jest to wartość siły, która ciału o masie 1kg nadaje przyśpieszenie 1 m/s2

Niuton

Zasady Dnamiki Newtona

Jeśli na ciało nie działają żadne siły, albo działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostolinowym.Zasada ta nazywana jest zasadą bezwładności.

I zadada dynamiki Newtona

Jeśli na ciało działają siły, które się nie równoważą, to ciało porusza sięz przyśpieszeniem wprost proporcjonalnym do dziąłającej siłyi odwrotnie proporcjonalnym do masy tego ciała.a=F/m

II zadada dynamiki Newtona

Jeżeli jedno ciało działa na drugie ciałoz określoną siłą, to drugie ciało działa na to pierwsze z taką samą siłą, co do wartościi kierunku lecz zwróconą przeciwnie.Zasada ta nosi nazwę zasady akcji - reakcji.III zasada uwidacznia sie też w zjawisku odrzutu.

III zadada dynamiki Newtona

to ruch ciała pod wpływem grawitacji, z pominięciem oporów ruchu.Na ciało nie działają żadne inne siły oprócz siły grawitacji

Swobodne spadanie

Ciała spadające w pobliżu Ziemi poruszają się ruchem jednostajnie przyśpieszonym z jednakowym przyśpieszeniem równymok. 9.81m/s2.Czas swobodneg spadania ciałaz danej wysokości nie zależy od jego masy.

to siła, która utrudnia ruch danego ciała.Występuje na powierzchni styku dwóch ciał.Rozróżniamy tarcie statyczne (kiedy ciało jestw spoczynku i chcemy je wprawićw ruch) oraz kinetyczne (kiedy ciało jest jużw ruchu - przeciwdziała ruchowi).Tarcie statyczne jest zawsze większe niż kinetyczne)

Siła tarcia

f - współczynnik tarcia

siła tarcia oraz inne opory utrudniające ruch np. opory powietrza, opry wody.

Siła oporu

# data[].attributes.attachment_link.description
Dynamika to cecha która sprawia, że ciało które jestw spoczynku chce w nim pozostać, a ciało, które jestw ruchu nadal che pozostaćw ruchu.np. Kiedy jesteś pasażerem samochodu i pojaz ruszaz miejsca twoje ciało zostaje wciśnięte w fotel - chce pozostaćw spoczynku .

# data[].attributes.headline
Prędkość i jej jednostki. Odczytywanie prędkości i drogi z wykresów - lekcja

# data[].attributes.subject
Prędkość i jej jednostki. Odczytywanie prędkości i drogi z wykresów - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Bardzo często używasz pojęć szybkość lub prędkość. Mówisz: „Ten samochód porusza się szybciej, a tamten - wolniej (albo jeden porusza się z dużą prędkością, a drugi - z małą)". Kiedy spacerujesz, poruszasz się z mniejszą prędkością, niż kiedy biegniesz po boisku. Kiedy obserwujesz wskazania prędkościomierza w samochodzie, widzisz, że się one zmieniają. Czy zastanawiałeś się, czym jest prędkość?

uzasadnić na podstawie przykładów, że ruch ciał jest pojęciem względnym;

podać przykłady układów odniesienia dla danego ruchu;

podać, w jakich sytuacjach używamy pojęcia „punkt materialny";

wymienić wielkości opisujące ruch;

dokonać klasyfikacji ruchów ze względu na ich tor.

odróżniać prędkość średnią od prędkości chwilowej;

wzorów na prędkość średnią i chwilową;

posługiwać wykresami zależności prędkości od czasu oraz drogi od czasu;

wyrażać prędkość w różnych jednostkach.

Kiedy obserwujesz przejeżdżające samochody, możesz zauważyć, że niektóre z nich pokonują te same odcinki drogi w krótszym czasie niż inne auta. Mówisz wówczas, że niektóre samochody poruszały się z większą prędkością. Kiedy jednak opisujesz ruch tych samochodów, widzisz również, że jedne z nich mogą jechać w jedną stronę, a inne - w stronę przeciwną, ale wzdłuż tej samej drogi. Aby opisać ich ruch, nie wystarczy więc powiedzieć, że prędkość wynosi np. 60 km/h. Istotne jest to, wzdłuż jakiej drogi i w którą stronę poruszał się samochód, czyli ważne są: kierunek (prosta, wzdłuż której samochód się porusza) i zwrot (w którą stronę tego kierunku porusza się auto). Prędkość jest wielkością wektorową - ma wartość, kierunek i zwrot. Jeżeli nie zależy ci na pełnym opisie ruchu ciała, to używasz pojęcia wartość prędkości. Jest to rzecz jasna wartość wektora prędkości.

Oblicz średnią wartość prędkości rekordzisty (Usaina Bolta) podczas rekordowego biegu.

Różnice wartości prędkości ciał poruszających się w przyrodzie
W przyrodzie możemy zaobserwować ruchy odbywające się z różnymi prędkościami, np. dryft kontynentów odbywa się z prędkością ok. 4 cm rok , a światło w próżni porusza się z prędkością ok. 300 000 km s . Jak widać, różnice prędkości mogą być ogromne.

RqWIbFHkgRs4V 1

Zestawienie prędkości poruszających się ciał w przyrodzie

Oblicz średnią prędkość rowerzysty, który podzielił swoją trasę na trzy odcinki. Pierwszy, o długości 10 km, pokonał w 0,5 h, drugi, mający 30 km, przebył w ciągu 2 h. Trzeci odcinek, który miał 5 km, przejechał w 0,5 h. Prędkość wyraź zarówno w m s , jak i w km h . Niezbędne obliczenia wykonaj w zeszycie.
Rozwiązanie:
Dane:
=10 km;=0,5 h
=30 km;=2 h
=5 km;=0,5 h
Szukane:
s=?
t=?
v śr =?
Wzory:
s=++
t=++
v śr =s t
Obliczenia:
s=10 km+30 km+5 km=45 km
t=0,5 h+2 h+0,5 h=3 h
v śr ==15 km h
Wyrażenie obliczonej prędkości w m s :
15=15=15====4
Odpowiedź: Średnia prędkość rowerzysty wyniosła 15 km h =4.

Gdy mówimy, że samochód poruszał się z prędkością o średniej wartości 50 km/h, nie mamy wcale na myśli tego, że jego prędkość na każdym odcinku przebytej drogi była stała i wynosiła dokładanie 50 km/h. Prędkość w czasie jazdy na pewno wielokrotnie ulegała zmianie - samochód jechał raz szybciej, raz wolniej, być może zatrzymał się na skrzyżowaniu, żeby ustąpić pierwszeństwa przejazdu. Prędkościomierz w samochodzie pokazuje wartość prędkości, którą auto ma w danej chwili ruchu. Jest to .

Rekord świata w sprincie (w 2009 r.) to przebycie 100‑metrowego odcinka w czasie 9,58 s. Wiadomo jednak, że sprinter po starcie nie porusza się od razu z maksymalną prędkością. Na starcie prędkość biegacza wynosi zero, a potem stopniowo rośnie. Maksymalna wartość uzyskana jest po pokonaniu ok. 2/3 dystansu. Wynosi wtedy 45 km/h, czyli 12,5 m/s. Gdyby sprinter biegł cały czas z maksymalną prędkością, to dystans 100 m przebyłby w 8 sekund.

Wartość prędkości można podawać w różnych jednostkach. Jednostką prędkości w układzie SI jest metr na sekundę . Czasami ze względu na duże wartości prędkości, jakie osiągają np. samochody, wygodniej jest wyrażać prędkość pojazdu w . Bywa, że chcemy wiedzieć, ile metrów ciało przebywa przez jedną sekundę albo jedną minutę (ślimak przebywa kilka centymetrów w ciągu 1 minuty). W jaki sposób można przeliczyć jedną jednostkę prędkości na inną? Jest na to bardzo prosty sposób.

Przykładowo: dane ciało poruszało się z prędkością o wartości . Jeśli chcemy wyrazić tę wartość w metrach na sekundę, to musimy odpowiedzieć sobie na dwa pytania:
ile metrów przypada na jeden kilometr?
ile sekund zawiera jedna godzina?

Oczywiście, i .
Gdy zamienimy kilometr na metry, a godzinę - na sekundy, to po wykonaniu obliczeń otrzymamy:

Przebyta droga, czas i prędkość to wielkości ściśle ze sobą związane. Aby się o tym przekonać, zagraj w grę. Spróbuj przetrwać na torze wyścigowym i jednocześnie obserwuj, jak zmieniają się droga i prędkość twojego ruchu.

Jeżeli drogę przebytą przez ciało podzielimy przez czas jej przebycia, to obliczymy średnią wartość prędkości. Oblicza się ją za pomocą wzoru:

1. Prędkość chwilowa to prędkość ciała w danej chwili ruchu (w bardzo krótkim przedziale czasu). Jeśli dokonujemy pomiarów prędkości w długim przedziale czasu, to prędkość średnia zwykle znacznie różni się od prędkości chwilowych. Gdy przedział czasu jest bardzo mały (dąży do zera), to prędkość średnia zbliża się do prędkości chwilowej.

2. Aby przedstawić graficznie zależności pomiędzy wielkościami fizycznymi opisującymi zjawiska lub procesy, posługujemy się wykresami. Wykres zależności drogi od czasu opisujemy jako s(t), a zależność wartości prędkości od czasu - jako v(t). Wykresy niosą wiele interesujących informacji dotyczących przebiegu zjawisk fizycznych. Zawsze, jeśli to możliwe, korzystaj z wykresów!

Na podstawie poniższego wykresu oblicz prędkość trzech ciał na poszczególnych etapach trwania ruchu (w przedziałach 0-4 sekund oraz 4-6 sekund). Jaka jest zależność pomiędzy kątem nachylenia wykresu do osi czasu a wartością prędkości ciał na danym odcinku drogi?

R1gh8qhjuTmds 1

Aplikacja przedstawia symulator formuły F1. Odbiorca może poruszać się szarym samochodem po wyznaczonym torze. Sterowanie za pomocą strzałek klawiatury. Z prawej strony wyświetlają się dwa wykresy: prędkości od czasu i drogi od czasu. Wykresy podczas ruchu samochodu aktualizują się na bieżąco.

RXwbM2HkM8mIX 1

Dzięki zamianie jednostek i prostym obliczeniom otrzymalismy prędkość wyrażoną w jednostkach układu SI, czyli w .
Podobnie postępujemy, gdy chcemy wyrazić np. w . Podczas przekształcania jednostek zawsze należy zastanowić się, jaką częścią nowej jednostki jest stara jednostka danej wielkości fizycznej.

W przeliczaniu jednostek pomocna jest poniższa aplikacja.

RfEEdfrCl7Yst 1

Aplikacja przedstawia dwa kalkulatory jednostek. Tło białe. Oba kalkulatory mają taki sam układ w formie prostokąta. Na górze czerwona belka. Napis na belce górnego kalkulatora: „Jednostki czasu". Napis na belce drugiego kalkulatora: „Jednostki drogi". Kalkulatory mają barwę zieloną. W jednej, poziomej linii trzy pola: żółte, białe, żółte. Obok ilustracja. W górnym kalkulatorze ilustracja czerwonego stopera. W dolnym kalkulatorze ilustracja białego cyrkla. W żółtych polach, z listy rozwijanej, można wybrać kursorem myszy interesującą nas jednostkę. W białym polu wyświetlany jest wynik. Możliwe do wyboru jednostki czas: 1 doba; 1 h; 1 min; 1 s. Możliwe do wyboru jednostki drogi: 1 km; 1 m; 1 cm; 1 mm. Przykład: ustawiając w górnym kalkulatorze w lewym żółtym polu „1 h", a prawym żółtym polu „min". Otrzymamy: „1 h to 60 min".

Wielkości fizyczne opisujące zjawiska lub procesy fizyczne wygodniej jest przedstawiać w formie graficznej. Kiedy opisujemy ruch, najczęściej przedstawiamy graficznie zależność przebytej drogi od czasu s(t), a także sporządzamy wykresy ilustrujące zależność wartości prędkości od czasu v(t).

# data[].attributes.attachment_link.title
Prędkość i jej jednostki. Odczytywanie prędkości i drogi z wykresów

# data[].attributes.attachment_link.description
Bardzo często używasz pojęć szybkość lub prędkość. Mówisz: „Ten samochód porusza się szybciej, a tamten - wolniej (albo jeden porusza się z dużą prędkością, a drugi - z małą)". Kiedy spacerujesz, poruszasz się z mniejszą prędkością, niż kiedy biegniesz po boisku. Kiedy obserwujesz wskazania prędkościomierza w samochodzie, widzisz, że się one zmieniają.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Obliczenia są kluczem do sukcesu w niemal wszystkich dziedzinach nauki i techniki. Bez znajomości konkretnej wartości sił działających na most nie moglibyśmy przewidzieć, czy bezpiecznie dostaniemy się na drugi brzeg rzeki, a bez umiejętności obliczenia prędkości - kiedy osiągniemy wyznaczony cel podróży. Naszą naukę rozpoczniemy od rozwiązywania zadań dotyczących ruchu jednostajnego prostoliniowego.

klasyfikować ruchy ciał ze względu na ich tor i prędkość;

opisywać ruch jednostajny prostoliniowy;

obliczać drogę, prędkość i czas w ruchu jednostajnym prostoliniowym;

wymieniać przykłady jednostek, w jakich wyrażamy prędkość;

obliczać wartość prędkości w różnych jednostkach;

graficznie przedstawiać zależność przebytej drogi od czasu s( t) i prędkości od czasu v(t) w ruchu jednostajnym;

graficznie przedstawiać drogę przebytą przez ciało poruszające się ruchem jednostajnym - jako pole powierzchni pod wykresem zależności prędkości od czasu.

W ciągu 2 minut samochód przejechał ruchem jednostajnym 4 km. Oblicz prędkość samochodu. Wynik podaj w kilometrach na godzinę.

Oblicz drogę przebytą przez pociąg w ciągu 5 sekund, jeżeli jechał on z prędkością 36 km/h. Wynik podaj w metrach.

Oblicz, ile czasu zajęło rowerzyście przejechanie 12 km. Rowerzysta poruszał się z prędkością 15 m/s.

Podczas rozwiązywania zadań z fizyki ważne jest, aby dokonać poprawnej analizy zjawiska, zdefiniować związane z nim wielkości fizyczne i skorzystać z poprawnych wzorów. Jak to wszystko zapamiętać? Trzeba śledzić przykłady i rozwiązywać zadania!

# data[].attributes.attachment_link.description
Obliczenia są kluczem do sukcesu w niemal wszystkich dziedzinach nauki i techniki. Bez znajomości konkretnej wartości sił działających na most nie moglibyśmy przewidzieć, czy bezpiecznie dostaniemy się na drugi brzeg rzeki, a bez umiejętności obliczenia prędkości - kiedy osiągniemy wyznaczony cel podróży. Naszą naukę rozpoczniemy od rozwiązywania zadań dotyczących ruchu jednostajnego prostoliniowego.

# data[].attributes.headline
Budowa i właściwości cieczy. Zjawisko napięcia powierzchniowego - lekcja

# data[].attributes.subject
Budowa i właściwości cieczy. Zjawisko napięcia powierzchniowego - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Woda jest cieczą, która towarzyszy nam na co dzień. Pokrywa ponad 70% powierzchni Ziemi i stanowi około 70% masy naszych ciał. Czy dlatego, że jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych substancji we Wszechświecie, znasz wszystkie jej właściwości? Dlaczego nartnik może ślizgać się po powierzchni wody i nie tonie? Pod jakim względem inne ciecze są do niej podobne?

stwierdzić, że materia może znajdować się w jednym z trzech stanów skupienia: gazowym, ciekłym lub stałym;

wykazać, że ciecze, ciała stałe i gazy mają różną budowę cząsteczkową;

wykazać, że ciecze zachowują swoją objętość i przybierają kształt naczynia, w którym się znajdują.

wymieniać właściwości fizyczne cieczy;

co to jest powierzchnia swobodna cieczy;

opisywać właściwości oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczach;

co to są siły spójności;

wyjaśniać i opisywać zjawisko przylegania;

wyjaśniać powstawanie menisków wklęsłego i wypukłego;

opisywać rolę i znaczenie napięcia powierzchniowego w cieczach.

Ciecze mają pewne cechy gazów i ciał stałych. Z jednej strony cząsteczki cieczy pozostają w odległościach zbliżonych do wielkości charakterystycznych dla cząsteczek ciał stałych (czyli w odległościach nieco większych od średnicy tych cząsteczek), z drugiej strony mają możliwość przemieszczania się względem siebie (duża ruchliwość), co jest właściwością również gazów.

Aplikacja pokazuje ruch cząsteczek w cieczach. Białe tło. Na środku kwadrat. Boki kwadratu czarne, wypełnienie białe. W środku kwadratu kilkadziesiąt niebieskich kółek. Wypełniają prawie całe wnętrze kwadratu. Chaotycznie się ruszają. Odbijają się od siebie i od krawędzi kwadratu. Mieszają się. Są w stanie zmienić swoje położenie.

Właściwość cieczy polegająca na tym, że nie zmieniają one objętości, choć przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, świadczy o tym, że mają one znacznie więcej wspólnego z ciałami stałymi niż gazami .

Zapamiętajmy, że objętość cieczy nie zależy od kształtu naczynia, w którym ta ciecz się znajduje.

Kiedy obserwujemy powierzchnię jeziora, możemy zauważyć, że jest ona pozioma. Podobnie zachowuje się woda w szklance. Gdy przechylamy naczynie, to powierzchnia cieczy pozostaje nadal pozioma.

powierzchnia swobodna cieczy

- powierzchnia samorzutnie utworzona przez ciecz na styku z innym ośrodkiem (próżnią, powietrzem, inną cieczą).

Powierzchnią swobodną są np. górna powierzchnia cieczy w naczyniu, powierzchnia kropli i strumień cieczy w powietrzu.

Ciecze bardzo trudno zmieniają objętość pod wpływem oddziaływania zewnętrznego. Odpowiadają za to silne oddziaływania międzycząsteczkowe, które podczas ściskania cieczy prowadzą do odpychania cząsteczek, a podczas rozprężania - do ich przyciągania.

Wykazać, że pod wpływem oddziaływania zewnętrznego ciecz nie zmienia swojej objętości.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Napełnij strzykawkę wodą do połowy jej objętości.

2. Otwór wylotowy zatkaj palcem.

3. Spróbuj zmienić objętość cieczy znajdującej się w strzykawce wciskając tłok.

Podsumowanie

Jak widzisz, nie jesteś w stanie zmienić objętości wody w strzykawce.

Obserwacja ta ma charakter ogólny - dotyczy nie tylko wody, lecz także innych cieczy.

Nieściśliwość to właściwość cieczy, która znalazła zastosowanie w siłownikach hydraulicznych, maszynach budowlanych, a nawet zwykłych strzykawkach.

Ciepło rozchodzi się w całej objętości materiału, dopóki temperatura nie przyjmie stałej wartości. Czy ciecze są dobrymi przewodnikami ciepła?

Gdy w piękny, słoneczny dzień kąpiesz się w jeziorze, czujesz, że górne warstwy wody są wyraźnie cieplejsze, natomiast głębiej woda pozostaje zimna. Dzieje się tak, ponieważ woda - podobnie jak większość cieczy - jest złym przewodnikiem ciepła. Słońce ogrzewa powierzchnię wody, natomiast temperatura w głębszych warstwach pozostaje niższa.

Najazd kamery na blat, na którym stoi zestaw pomiarowy: obwód szeregowy zmontowany z ogniwa (baterii) 4,5 V. Do zacisków ogniwa przyłączone są przewody z konektorami bananowymi za pomocą krokodylków, dalej oprawka z żarówką, (niezależnie od żaróweczki może być też miernik-amperomierz). Dwa końce (jeden od żarówki, drugi od bieguna baterii (biegunowość obojętna) są wolne i odizolowane na długości ok. 20 cm. Obok stoi szklanka lub zlewka. D. bierze odizolowane końce przewodów i wkłada je do (teraz pustej) zlewki/szklanki uważając by się nie stykały (są po przeciwnych stronach). By łatwo się zmieściły można je zwinąć w spiralkę. Demonstrator jeszcze raz wskazuje wskaźnikiem (klasycznym, nie laserowym) omawiane elementy i drogę ładunków. D. bierze odizolowane końce przewodów i zwiera je. Żarówka świeci świadcząc, że obwód jest zmontowany prawidłowo i prąd płynie. Demonstrator nalewa wody destylowanej do zlewki (ok. ¾, tak by wygodnie zanurzyć elektrody). Bierze odizolowane końce drutów i wkłada do wody możliwie całe. Uważa by druty się nie stykały. Żarówka nie świeci! Potrząsa lekko elektrodami. Żarówka nie świeci! D. wyjmuje elektrody ze zlewki. Wsypuje do zlewki z wodą 2-3 łyżeczki soli kuchennej (widać torebkę z napisem „sól kuchenna" lub podobnym). Miesza bagietką lub łyżeczką do rozpuszczenia. Demonstrator wkłada ponownie przewody. Żaróweczka świeci się. Jeśli przygasa, to potrząsa/porusza elektrodami. Demonstartor bierze czujnik konduktometryczny i zanurza w zlewce z zasoloną wodą (trzeba uprzednio poza kadrem włączyć przyrząd i ustawić odpowiedni zakres jeśli nie jest automatyczny).

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Najazd kamery na blat, na którym stoi zestaw pomiarowy: obwód szeregowy zmontowany z ogniwa (baterii) 4,5 V. Do zacisków ogniwa przyłączone są przewody z konektorami bananowymi za pomocą krokodylków, dalej oprawka z żarówką, (niezależnie od żaróweczki może być też miernik-amperomierz). Dwa końce (jeden od żarówki, drugi od bieguna baterii (biegunowość obojętna) są wolne i odizolowane na długości ok. 20 cm. Obok stoi szklanka lub zlewka. D. bierze odizolowane końce przewodów i wkłada je do (teraz pustej) zlewki/szklanki uważając by się nie stykały (są po przeciwnych stronach). By łatwo się zmieściły można je zwinąć w spiralkę. Demonstrator jeszcze raz wskazuje wskaźnikiem (klasycznym, nie laserowym) omawiane elementy i drogę ładunków. D. bierze odizolowane końce przewodów i zwiera je. Żarówka świeci świadcząc, że obwód jest zmontowany prawidłowo i prąd płynie. Demonstrator nalewa wody destylowanej do zlewki (ok. ¾, tak by wygodnie zanurzyć elektrody). Bierze odizolowane końce drutów i wkłada do wody możliwie całe. Uważa by druty się nie stykały. Żarówka nie świeci! Potrząsa lekko elektrodami. Żarówka nie świeci! D. wyjmuje elektrody ze zlewki. Wsypuje do zlewki z wodą 2-3 łyżeczki soli kuchennej (widać torebkę z napisem „sól kuchenna" lub podobnym). Miesza bagietką lub łyżeczką do rozpuszczenia. Demonstrator wkłada ponownie przewody. Żaróweczka świeci się. Jeśli przygasa, to potrząsa/porusza elektrodami. Demonstartor bierze czujnik konduktometryczny i zanurza w zlewce z zasoloną wodą (trzeba uprzednio poza kadrem włączyć przyrząd i ustawić odpowiedni zakres jeśli nie jest automatyczny).

Skonstruuj obwód podobny do tego przedstawionego na filmie. Zamiast krokodylków możesz użyć metalowych spinaczy biurowych. Jeśli masz taką możliwość, to przylutuj kabelki do żaróweczki i biegunów baterii. Zapewni to dobry kontakt elektryczny. Zamiast żarówki możesz użyć diody LED (świecącej), która najczęściej ma dwa wystające „wąsy", łatwe do podłączenia. Sprawdź przewodnictwo elektryczne różnych cieczy dostępnych w domu, np. octu, wody z kranu, oleju, mleka.

Przeprowadzić obserwację rozchodzenia się ciepła w wodzie.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Napełnij probówkę wodą powyżej ¾ wysokości.

2. Zamocuj probówkę pionowo na statywie, ale tak, by można było ogrzewać jej górny koniec.

3. Za pomocą palnika ogrzewaj intensywnie górny koniec probówki (w pobliżu lustra wody).

4. W czasie ogrzewania sprawdzaj dłonią (palcem) temperaturę dna probówki.

Podsumowanie

Mimo że w górnym końcu probówki woda wrze, to jej dolny koniec nadal pozostaje chłodny. Dowodzi to, że woda jest złym przewodnikiem ciepła.

Dzięki prostemu doświadczeniu można się przekonać, że niektóre ciecze przewodzą prąd elektryczny. Są to elektrolity, tzn. wodne roztwory niektórych zasad, kwasów lub soli. Mogą to być także metale w stanie ciekłym, takie jak rtęć lub cyna.

Demonstrator pokazuje do kamery podziurawione dno. Demonstrator trzyma butelkę z której wycieka woda pojedynczymi stróżkami. Demonstrator „ściska" palcami strużki i tworzy się jedna większa struga.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Demonstrator pokazuje do kamery podziurawione dno. Demonstrator trzyma butelkę z której wycieka woda pojedynczymi stróżkami. Demonstrator „ściska" palcami strużki i tworzy się jedna większa struga.

Powtórz doświadczenie przedstawione na filmie. Jak wyjaśnisz formowanie się jednej większej strugi wody?

Dyfuzja oraz zjawisko, w którym ciecze po zmieszaniu się mają mniejszą objętość sumaryczną, są dowodami na cząsteczkową budowę materii. Wiemy również, że cząsteczki oddziaływują wzajemnie na siebie. Podczas ich zbliżania dominują siły odpychania, a podczas oddalania - siły przyciągania.

2.1. Oddziaływania międzycząsteczkowe w cieczach

Film prezentujący przylegnie dwóch płyt CD jako demonstracja sił oddziaływań międzycząsteczkowych. Fizyk demonstruje płytki szklane, karty bankomatowe i kawałki płytek pleksi. Składa i rozdziela płytki. Nalewa kapkę wody ze zlewki na jedną płytkę. Prezentowana jest woda na jednej płytce trzymanej poziomo przez demonstratora. Przykrywa mokrą płytkę drugą, lekko dociska. Próbuje rozdzielić płytki ale te się nie dają.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film prezentujący przylegnie dwóch płyt CD jako demonstracja sił oddziaływań międzycząsteczkowych. Fizyk demonstruje płytki szklane, karty bankomatowe i kawałki płytek pleksi. Składa i rozdziela płytki. Nalewa kapkę wody ze zlewki na jedną płytkę. Prezentowana jest woda na jednej płytce trzymanej poziomo przez demonstratora. Przykrywa mokrą płytkę drugą, lekko dociska. Próbuje rozdzielić płytki ale te się nie dają.

Powtórz doświadczenie pokazane na filmie. Czy rezultaty są takie same?.

Gdy wzajemnie oddziałują na siebie cząsteczki tej samej substancji, np. wody lub pleksiglasu, to siły działające między nimi nazywane są siłami spójności (kohezji).

Spróbujmy to wyjaśnić. Rozważmy, co dzieje się z cząsteczką znajdującą się we wnętrzu cieczy.

Wpływ, jaki na cząsteczkę wywierają sąsiednie cząsteczki, jest niewielki, ponieważ siły spójności pochodzące z jej otoczenia niemal zupełnie się równoważą. Zupełnie inaczej jest, gdy cząsteczka znajduje się na powierzchni cieczy. Wtedy na cząsteczkę działają siły spójności pochodzące od cząsteczek znajdujących się we wnętrzu cieczy. Siły przyciagające ze strony cząsteczek cieczy sprawiają zatem, że siła wypadkowa działająca na tę cząsteczkę jest zwrócona do wnętrza cieczy, prostopadle do jej powierzchni. Warstewkę cieczy o tej wlaściwości nazywamy błoną powierzchniową.

Gdy oddziałują na siebie cząsteczki różnych substancji, np. cząsteczki wody z cząsteczkami szkła, to występują między nimi siły nazywane siłami przylegania (adhezji). Siły przylegania odgrywają ważną rolę w życiu codziennym, gdyż dzięki nim możliwe jest malowanie, klejenie i używanie taśmy klejącej.

Uważny obserwator ptaków wodnych dostrzeże, że woda spływa z ich piór, które są pokryte cienką warstwą tłuszczu. Wynika to z tego, że siły spójności działające między cząsteczkami wody są większe od sił przylegania między tymi cząsteczkami a cząsteczkami tłuszczu znajdującego się na piórach.

Wzajemne relacje między siłami przylegania i spójności prowadzą do wielu interesujących zjawisk. Jednym z nich jest powstawanie menisku. Słowo „menisk" pochodzi od greckiego meniskos - półksiężyc - i doskonale opisuje powierzchnię swobodną cieczy znajdującej się w naczyniu, której kształt powstaje w wyniku działania sił spójności i przylegania.

Menisk najlepiej widoczny jest w naczyniach o niewielkim polu przekroju poprzecznego. Gdy siły spójności cząsteczek cieczy są mniejsze od sił przylegania, powierzchnia swobodna cieczy jest wklęsła (menisk wklęsły).

Gdy siły przylegania są mniejsze od sił spójności, powstaje menisk wypukły.

Jak widzisz, powierzchnia cieczy może mieć różne kształty. Jeżeli działają tylko siły spójności i przylegania, to powstaje powierzchnia nazywana powierzchnią swobodną cieczy.

Taka powierzchnia jest prostopadła do wypadkowej siły działającej na cząsteczki znajdujące się na powierzchni.

Przedyskutuj z kolegami i kolezankami z klasy, jakiego zjawiska moglibyście się spodziewać, gdyby wypadkowa siła działająca na cząsteczki znajdujące się na powierzchni nie była prostopadła do tej powierzchni.
Jak zachowywałyby się w takiej sytuacji cząsteczki cieczy na powierzchni?

Ciecze łączą ze sobą cechy gazów i ciał stałych. Z jednej strony cząsteczki cieczy pozostają w odległościach zbliżonych do charakterystycznych dla ciał stałych (nieco większych od średnicy ich cząsteczek), z drugiej - swobodnie przemieszczają się względem siebie (charakteryzują się wysoką ruchliwością).

Powierzchnię samorzutnie wytworzoną przez ciecz na styku z innym ośrodkiem (próżnią, powietrzem, inną cieczą) nazywamy powierzchnią swobodną cieczy.

Ciecze bardzo trudno zmieniają objętość pod wpływem oddziaływania zewnetrznego. Odpowiadają za to silne oddziaływania międzycząsteczkowe, które podczas ściskania cieczy prowadzą do odpychania się cząsteczek, a podczas rozprężania - do ich przyciagania.

Większość cieczy to złe przewodniki ciepła.

Niektóre ciecze przewodzą prąd elektryczny. Są to najczęściej elektrolity, tzn. wodne roztwory niektórych zasad, kwasów lub soli. Mogą to być także roztopione metale, takie jak rtęć, lub cyna.

Oddziaływania występujące między cząsteczkami tej samej substancji to siły spójności (kohezji).

Oddziaływania międzycząsteczkowe występujące między cząsteczkami różnych substancji to siły przylegania (adhezji).

Wzajemne relacje między siłami przylegania i spójności prowadzą do powstawania menisku.

Gdy siły spójności między cząsteczkami cieczy przeważają nad siłami przylegania, powstaje menisk wypukły.

Gdy siły przylegania są większe od sił spójności, powstaje menisk wklęsły.

Powierzchnia cieczy dąży do zajmowania jak najmniejszego pola. Objawia się to w sytuacji, kiedy to pole się powiększy (np. nastąpi ugięcie powierzchni). Występują wówczas siły napięcia powierzchniowego, dążące do zmniejszenia pola tej powierzchni (np. przez przywrócenie jej płaskiego kształtu).

Sprawdź, jaki ciężar jest w stanie utrzymać powierzchnia swobodna wody dzięki napięciu powierzchniowemu. Zaplanuj eksperyment, opisz jego przebieg oraz napisz podsumowanie.

menisk (gr. meniskos - półksiężyc)

- kształt, jaki przyjmuje powierzchnia swobodna cieczy znajdująca się w naczyniu. Menisk może być wklęsły lub wypukły.

Dlaczego owad zwany nartnikiem wodnym nie tonie, kiedy porusza się po tafli wody? Przyjrzyj się, jak wygląda powierzchnia wody pod jego nóżkami. Czy rzeczywiście swoim wyglądem przypomina ona błonę? Czy jest to po prostu złudzenie?

Jak wiesz, woda często formuje się w krople. W stanie nieważkości mają one kształt kulisty. Dlaczego krople wody zawsze mają kształt mniej lub bardziej zbliżony do kuli?

Na cząsteczki znajdujące się na powierzchni kropli działają siły spójności zwrócone do środka kropli, prostopadle do jej powierzchni. Z tego powodu woda przyjmuje kształt kuli. Najmniejsza jest także jej powierzchnia zewnętrzna. Gdyby ta sama masa wody tworzyła np. sześcian, to jego powierzchnia byłaby większa niż powierzchnia kuli. Jak się okazuje, błona powierzchniowa cieczy „stara się" zajmować jak najmniejszą powierzchnię. Taka właściwość wyjaśnia wiele zjawisk związanych z powierzchnią cieczy, takich jak pływanie metalowej igły lub monety czy utrzymywanie się owadów na tafli wody.

Jeżeli igła naciśnie na powierzchnię cieczy, to nastąpi ugięcie tej powierzchni (siły spójności nie pozwolą na oddalenie się cząsteczek). Ugięta błona powierzchniowa będzie jednak miała tendencję do zmniejszenia swojej powierzchni i pojawią się siły styczne do tej powierzchni (siły napięcia powierzchniowego), usiłujące ją wyprostować. Efektem będzie siła wypadkowa działająca w górę, która to siła nie pozwoli igle zatonąć.

Tak samo będzie w przypadku pływającej metalowej monety lub owada stojącego na powierzchni wody.

# data[].attributes.attachment_link.title
Budowa i właściwości cieczy. Zjawisko napięcia powierzchniowego

# data[].attributes.attachment_link.description
Woda jest cieczą, która towarzyszy nam na co dzień. Pokrywa ponad 70% powierzchni Ziemi i stanowi około 70% masy naszych ciał. Czy dlatego, że jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych substancji we Wszechświecie, znasz wszystkie jej właściwości? Dlaczego nartnik może ślizgać się po powierzchni wody i nie tonie?

# data[].attributes.headline
Rysowanie i analiza wykresów zależności drogi i prędkości od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym - lekcja

# data[].attributes.subject
Rysowanie i analiza wykresów zależności drogi i prędkości od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Na jednej z poprzednich lekcji odczytywaliście z wykresów prędkość lub przebytą drogę w ruchu jednostajnym. Teraz nauczycie się samodzielnie konstruować takie wykresy. Bedą one służyć do analizowania ruchu jednostajnego lub odróżniania go od innych ruchów.

odróżniać drogę od toru ruchu;

klasyfikować ruchy ze względu na tor i wartość prędkości;

podawać definicje ruchu jednostajnego i ruchu prostoliniowego;

obliczać wartość prędkości i wyrażać ją w różnych jednostkach.

Poniższa tabela zawiera zależność drogi od czasu dla pewnego ciała. Na podstawie tej tabeli sporządź wykres omawianej zależności.

Wyjaśnij, dlaczego na wykresie przedstawiony jest ruch jednostajny. Na podstawie wykresu wyznacz wartość prędkości ciała.

Dwa zabawkowe samochodziki poruszają się po równoległych torach. W pewnej chwili znajdują się obok siebie. Poniższa tabela przedstawia położenia obu samochodzików mierzone od tej chwili.

1. Na podstawie danych w tabeli sporządź wykresy (w jednym układzie) zależności drogi od czasu dla obu samochodzików.

2. Wyjaśnij, dlaczego dane w tabeli i wykres przedstawiają ruch jednostajny.

3. Na podstawie wykresu wyznacz prędkości obu samochodzików.

4. Czy nachylenie wykresów (kąt pomiędzy osią czasu a wykresem) zależą od wartości prędkości ciała? Jeśli tak, to w jaki sposób?

RBkmfqziSMYwH 1

Użyj poniższej aplikacji i na podstawie wykresu zależności prędkości od czasu oblicz drogę.

Korzystając z aplikacji oblicz drogę na podstawie wykresu zależności v(t)

Jeżeli na wykresie zależności drogi od czasu mamy przedstawiony ruch 2 pojazdów, to dla pojazdu poruszającego się z prędkością o większej wartości nachylenie wykresu s( t) do osi czasu jest większe; wykres jest bardziej stromy.

Ruch jednostajny prostoliniowy przedstawiamy graficznie za pomocą wykresów zależności drogi od czasu oraz prędkości od czasu

Wykresy drogi od czasu i prędkości od czasu są ze sobą ściśle związane.

Im większy kąt nachylenia wykresu do osi czasu, tym wieksza prędkość, z jaką porusza się ciało.

Jeśli w badanym przedziale czasu wykres zależności będzie linią poziomą, to odpowiadający mu wykres zależności będzie przedstawiał prostą leżącą na osi czasu.

Aby wyznaczyć drogę na podstawie wykresu zależności dla wybranego przedziału czasowego, należy obliczyć pole powierzchni prostokąta utworzonego pod wykresem .

Wykres zależności drogi od czasu pozwala obliczyć prędkość przemieszczającego się ciała. W tym celu należy odczytać z wykresu drogę przebytą przez ciało i podzielić ją przez czas, w którym ta droga została przebyta. Następnie trzeba podzielić odczytaną drogę przez odczytany czas.

rysować (przedstawiać na wykresach) zależności i (czyli drogi od czasu i prędkości od czasu) w odniesieniu do ciał poruszających się ruchem jednostajnym prostoliniowym;

podawać przykłady ruchu ciał poruszających się ruchem jednostajnym prostoliniowym, zaczerpnięte z życia codziennego.

Przypomnijmy, że ruch jednostajny prostoliniowy oznacza, że ciało w każdej sekundzie przebywa odcinki drogi o równej długości (czyli ma stałą prędkość) i porusza się po linii prostej.

Analiza wykresu zależności prędkości od czasu prowadzi do kolejnych interesujących wniosków. Na podstawie wykresu możemy wyznaczyć drogę przebytą przez poruszające się ciało. Jak to zrobić? Dla wybranego przedziału czasowego należy obliczyć pole powierzchni prostokąta utworzonego pod wykresem zależności

Na podstawie wykresu zależności drogi od czasu możemy obliczyć wartość prędkości przemieszczającego się ciała. W jaki sposób to zrobić? Wystarczy odczytać drogę przebytą przez ciało i podzielić ją przez czas jego ruchu.

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność prędkości od czasu dla ciała poruszającego się ruchem prostoliniowym złożonym, który składa się z trzech etapów. Na poszczególnych etapach prędkość ma stałą wartość. Narysuj wykres zależności drogi od czasu dla ruchu tego ciała. Uwzględnij wszystkie etapy.
Przyjmij, że 1 kratka na wykresie to 1 sekunda na osi poziomej i 1 metr na sekundę na osi pionowej.

zadanie interaktywne

Na jednym wykresie narysowano zależność drogi od czasu dla dwóch poruszających się ciał.
Które z poniższych zdań jest prawdziwe dla tej sytuacji?

Im mniejszy kąt między wykresem zależności drogi od czasu a osią czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym, tym mniejsza jest wartość prędkości w tym ruchu.

Im mniejszy kąt między wykresem zależności drogi od czasu a osią czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym, tym większa jest wartość prędkości w tym ruchu.

Im większy kąt między wykresem zależności drogi od czasu a osią czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym, tym mniejsza jest wartość prędkości w tym ruchu.

# data[].attributes.attachment_link.title
Rysowanie i analiza wykresów zależności drogi i prędkości od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym

# data[].attributes.attachment_link.description
Na jednej z poprzednich lekcji odczytywaliście z wykresów prędkość lub przebytą drogę w ruchu jednostajnym. Teraz nauczycie się samodzielnie konstruować takie wykresy. Bedą one służyć do analizowania ruchu jednostajnego lub odróżniania go od innych ruchów. odróżniać drogę od toru ruchu; klasyfikować ruchy ze względu na tor i wartość prędkości; podawać definicje ruchu jednostajnego i ruchu prostoliniowego; obliczać wartość prędkości i wyrażać ją w różnych jednostkach.

# data[].attributes.headline
Budowa i właściwości ciał stałych. Budowa krystaliczna - lekcja

# data[].attributes.subject
Budowa i właściwości ciał stałych. Budowa krystaliczna - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Gdy zanurzysz metalową łyżeczkę w gorącej herbacie, po pewnym czasie łyżeczka rozgrzewa się tak bardzo, że nie możesz już jej dotknąć. Zupełnie inaczej zachowuje się łyżeczka wykonana z plastiku. Dlaczego jedna substancja nagrzewa się szybciej, a inna - wolniej? Ciekawe, jak zachowują się inne ciała stałe? Co jeszcze je różni?

stwierdzić, że ciała mają budowę cząsteczkową;

stwierdzić, że następstwem oddziaływań międzycząsteczkowych są trzy stany skupienia: gazowy, ciekły i stały;

podzielić ciała ze względu na właściwości mechaniczne na: sprężyste, plastyczne i kruche;

wyrazić gęstość jako stosunek masy do objętości ciała;

odczytać gęstość ciał z tablic fizycznych.

dzielić ciała stałe ze względu na ich właściwości fizyczne;

podawać przykłady ciał sprężystych, plastycznych i kruchych;

opisywać budowę krystaliczną ciała stałego na przykładzie kryształu soli kuchennej;

wyjaśniać właściwości elektryczne i cieplne ciał stałych;

hodować kryształy.

Właściwości fizyczne ciał stałych, gazów i cieczy wynikają głównie z różnic w ich budowie cząsteczkowej. Gdy próbujesz ścisnąć lub rozciągnąć monetę, okazuje się, że nie jesteś w stanie tego zrobić (przynajmniej w żaden zauważalny sposób).

Cząsteczki (atomy) tworzące ciała stałe znajdują się w niewielkiej odległości od siebie i silnie na siebie oddziałują. Przy ściskaniu dominuje oddziaływanie odpychające, a przy rozciąganiu - przyciągające. Ostatecznie cząsteczki (atomy) ciał stałych drgają wokół ustalonych położeń równowagi.

Na filmie przedstawiono dwa takie same koła na jasnoszarym tle. Koła niebieskie. Położone obok siebie. Na kołach narysowano strzałki. Dwie strzałki na każdym kole. Ułożone równolegle do podłoża. Jedna zwrócona w lewą stronę, druga w prawą. Końce strzałek na środku kół. Groty strzałek stykają się z krawędzią koła. Strzałki mają dwa kolory: zielony i różowy. Na lewym kole strzałka zielona zwrócona jest w lewą stronę, strzałka różowa w prawą. Na prawym kole strzałka zielona zwrócona jest w prawą stronę, strzałka różowa w lewą. Pod spodem na ciemnoszarym tle znajduje się opis strzałek. Opisy w jednej kolumnie, jeden pod drugim. Strzałki zielone - oznaczają siły odpychania. Strzałki różowe - oznaczają siły przyciągania. Strzałki pomarańczowe - oznaczają siły wypadkowe. W pierwszej scenie strzałki różowe i zielone na kołach mają te same długości. Na dole pojawia się napis: „próbka swobodna, brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W drugiej scenie koła sią od siebie odsuwają. Strzałki zielone nie zmieniają długości, strzałki różowe stają się dłuższe, groty sięgają poza koła. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są ku sobie. Na lewym kole w prawą stronę, na prawym kole w lewą stronę. Na dole pojawia się napis: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej oddalają się od siebie. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Groty pomarańczowych prawie stykają się z krawędzią koła. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła zbliżają się do siebie. Strzałki różowe i pomarańczowe staję się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce kurczyć się, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie położenie kulek wraca do położenia początkowego. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie koła zbliżają się do siebie. Długość strzałek różowych nie zmienia się. Strzałki zielone wydłużają się, groty sięgają za krawędzie kół. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są na zewnątrz. Na lewym kole w lewą stronę, na prawym kole w prawą stronę. Pojawia się napis: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie. Koła prawie stykają się ze sobą. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W następnej scenie koła powoli się od siebie odsuwają. Strzałki pomarańczowe i zielone stają się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do położenia początkowego.. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie znikają wszystkie strzałki. Zamiast nich, pomiędzy koła pojawia się sprężyna. Sprężyna łączy koła. Na dole widnieje napis: „łatwo zapamiętać kierunek się wyobrażając sobie, że cząsteczki/atomy połączone są sprężyną". Po chwili koła się oddalają. Wewnątrz kół pojawiają się pomarańczowe strzałki. Po jednej na każdym z kół. Strzałki zwrócone są ku sobie. Napis na dole mówi: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". Gdy koła bardziej się oddalają, strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła się do siebie zbliżają. W punkcie początkowym pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". Gdy koła się do siebie zbliżają, pojawiają się pomarańczowe strzałki, zwrócone do zewnątrz, przeciwnie do siebie. Napis na dole mówi: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Gdy koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie, pomarańczowe strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Na koniec koła odsuwają się od siebie, pomarańczowe strzałki stają się krótsze. Napis na dole: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do punktu wyjścia. Pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe".

Istnieją jednak materiały takie jak plastelina lub guma, których kształt można z łatwością zmienić.

Przyłożenie siły zewnętrznej do danego ciała powoduje jego. Gdy przyczyna wywołująca naprężenie ustanie, ciało może powrócić do swojego stanu początkowego lub ulec trwałej zmianie. Pod wpływem siły zewnętrznej ciało może również pęknąć lub zostać złamane.

Głównym elementem konstrukcyjnym zabawki widocznej na zdjęciu (drążka pogo) jest sprężyna. Po usunięciu przyłożonej siły wraca ona do swojego dawnego kształtu - jej odkształcenie nie jest więc trwałe. Taką właściwość fizyczną ciał nazywamy .

Niektóre substancje (takie jak modelina) pod wpływem sił zewnętrznych ulegają trwałemu odkształceniu. Usunięcie zewnetrznej siły nie powoduje powrotu ciała do pierwotnego kształtu.

często wykorzystujemy w praktyce, np. plastyczność gliny pozwala na wytwarzanie dzbanków i zastaw stołowych o niezwykłych kształtach.
Podobnie jest ze sprężyną - jeżeli za bardzo się ją rozciągnie, to nie powróci ona już do swojego pierwotnego kształtu, ponieważ została przekroczona granica sprężystości i sprężyna odkształciła się się w sposób trwały.

Pod wpływem nawet słabych odkształceń niektóre ciała pękają lub . Dzieje się tak np. ze szkłem, ceramiką lub kredą.

W fizyce do określenia twardości substancji używa się skali Mohsa. Skala ta ma charakter porównawczy, tzn. porównujemy twardość badanego ciała z twardością minerału będącego odnośnikiem na skali twardości. Każdym minerałem o określonej twardości odczytanej ze skali można porysować minerał poprzedzający go na tej skali.

Niektóre materiały świetnie nadają się jako przewody elektryczne, a inne zabezpieczają nas przed skutkami porażenia prądem elektrycznym.

Przewód elektryczny składa się z wewnętrznej żyły, wykonanej najczęściej z miedzi lub aluminium, oraz zewnętrznej osłony nazywanej izolacją. Żyła przewodzi prąd elektryczny, a izolacja, wykonana z tworzywa sztucznego (np. ), pełni funkcję ochronną.

Co sprawia, że miedź jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego, a tworzywo sztuczne PVC wcale go nie przewodzi?
Niektóre ciała stałe bardzo dobrze przewodzą prąd elektryczny, w ich wnętrzu znajduje się dużo elektronów swobodnych. Ciała takie nazywamy. Inne ciała, które nie posiadają elektronów swobodnych i nie przewodzą prądu elektrycznego, nazywamy.

Wykazać, że ciała stałe mogą być dobrymi przewodnikami lub izolatorami prądu elektrycznego.

Co będzie potrzebne

ogniwo 1,5 V lub bateria 4,5 V;

trzy przewody z zaciskami;

żarówka 1,5 V lub 4,5 V w oprawce (dopasowana woltażem do używanej baterii lub ogniwa);

przedmioty poddawane testom na przewodnictwo elektryczne (plastikowa łyżeczka, nóż metalowy, kartka papieru, moneta itp.).

Instrukcja Podsumowanie

Obserwowane ciała stałe możemy podzielić na dwie grupy. Do pierwszej zaliczymy przedmioty, które przewodziły prąd elektryczny (żaróweczka w obwodzie się świeciła), do drugiej - te, które go nie przewodziły (żarówka się nie zaświeciła). W ten sposób dokonaliśmy podziału badanych ciał na przewodniki i izolatory prądu elektrycznego.

Ciała stałe mogą być nie tylko przewodnikami lub izolatorami prądu elektrycznego, lecz także dobrymi lub złymi przewodnikami ciepła. Przewodniki cieplne to materiały, które mogą transportować duże ilości ciepła. Do tej grupy należą przede wszystkim metale i diament. Materiały, które słabo przewodzą ciepło, nazywamy izolatorami cieplnymi. Dobrymi izolatorami cieplnymi są drewno i większość tworzyw sztucznych.

Który z materiałów jest izolatorem, a który dobrym przewodnikiem ciepła?

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Użyj odrobiny masła i na końcu uchwytu każdej łyżeczki przylep po jednym koraliku.

2. Sprawdź, czy na każdej łyżeczce znajduje się mniej więcej taka sama ilość masła. Ustaw badane przedmioty pionowo w kubku, tak by opierały się one o krawędź naczynia (łyżeczki muszą być skierowane uchwytami do góry).

3. Nalej do kubka gorącej wody, tak aby badane przedmioty zostały zanurzone na głębokość około ośmiu centymetrów.

4. Praktyczne uwagi:

1. masło nie może być zamarznięte;

2. doświadczenie nie wyjdzie w upalny dzień, gdy masło będzie zbyt miękkie.

Podsumowanie

Odpadł jedynie koralik przytwierdzony do metalowej łyżeczki. Stało się tak, ponieważ metal jest dobrym przewodnikiem ciepła. Drewno i plastik są izolatorami cieplnymi, dlatego masło mocujące koraliki do łyżeczek się nie roztopiło - koraliki pozostały na swoich miejscach.

Materiałów dobrze przewodzących ciepło używamy wszędzie tam, gdzie zależy nam na szybkim przepływie energii cieplnej ze źródła. Dlatego na procesory komputerów naklejamy specjalną pastę przewodzącą i duże metalowe radiatory.
Cylindry i głowice silników spalinowych wykonane są z aluminium lub żeliwa (żelaza z niewielkimi domieszkami innych pierwiastków). Dzięki temu temperatura tych urządzeń lub ich elementów nie rośnie nadmiernie, bo ciepło jest szybko odprowadzane na zewnątrz. Z kolei metalowe dna patelni i garnków pozwalają szybko doprowadzić ciepło do przyrządzanych potraw.
Często jednak ten przepływ ciepła chcemy powstrzymać. Używamy wtedy materiałów źle przewodzących ciepło (izolatorów). Ściany budynków oklejamy styropianem lub płytami wykonanymi z wełny mineralnej, by zmniejszyć koszty ogrzewania pomieszczeń. Uchwyty patelni i garnków wykonujemy z drewna lub tworzyw źle przewodzących ciepło, co chroni nas przed oparzeniem. W chłodne dni zakładamy kilka warstw odzieży, na wakacjach zaś pod namiotami śpimy na karimacie, a nie na gołej ziemi.

Uważny obserwator dostrzeże, że dobre przewodniki ciepła wykorzystywane są w kuchni (materiały, z których wytwarza się garnki), w żelazkach lub częściach chłodnic samochodowych.

Zastosuj się do wskazówek zawartych w filmie i spróbuj wyhodować własny kryształ.

Obejrzyj uważnie film. Postaraj się wskazać w swoim najbliższym otoczeniu przykłady ciał stałych o budowie krystalicznej.

Ciała zbudowane są z atomów, jonów lub cząsteczek. W niektórych ciałach są one rozmieszczone bardzo regularnie. Jeśli znamy położenie kilku atomów lub cząsteczek w takim ciele, jesteśmy w stanie przewidzieć położenie kolejnych. Gdy połaczymy je ze sobą za pomocą linii, uzyskamy pewną strukturę geometryczną, nazywaną. Jeżeli regularna sieć zajmuje całą przestrzeń ciała, to ma ono budowę monokrystaliczną, jeśli zaś ciało składa się z dużej liczby małych kryształków - polikrystaliczną.

Sól kamienna, składnik większości potraw, ma jony tworzące regularną sieć krystaliczną. Każdy jon sodu (NaIndeks górny + ⁺) otoczony jest przez sześć atomów chloru (ClIndeks górny - ⁻) i odwrotnie: każdy jon chloru otoczony jest przez sześć jonów sodu. Ze względu na ich ścisłą strukturę trudno jest zmienić odległości między nimi, a tym samym wpłynąć na zmianę objętości lub kształtu kryształu. Temperatura topnienia soli jest wysoka - wynosi 801°C.

Właściwości fizyczne ciał stałych, gazów i cieczy wynikają głównie z różnic w ich budowie cząsteczkowej. Cząsteczki (atomy) tworzące ciała stałe znajdują się w niewielkiej odległości od siebie i są ze sobą silnie związane.

Ciała stałe zachowują swój kształt i swoją objętość.

Zmiana kształtu ciała stałego nie wpływa na jego objętość.

Sprężystość jest właściwością fizyczną ciał polegającą na tym, że ciało powraca do swojego pierwotnego kształtu i wymiaru po ustaniu działania zewnętrznej siły odkształcającej.

Plastyczność to właściwość fizyczna ciał polegająca na tym, że ciało stałe pod wpływem siły zewnętrznej ulega trwałemu odkształceniu.

Kruchość to właściwość fizyczna ciała polegająca na tym, że pod wpływem siły zewnętrznej materiał pęka lub się kruszy.

Nie ma wyraźnego podziału na ciała sprężyste, plastyczne i kruche. Podział ten ma charakter umowny i zależy od wielkości siły działającej na dane ciało.

Ze względu na właściwości elektryczne ciała stałe możemy podzielić na dwie grupy: przewodniki i izolatory prądu elektrycznego.

Ciała stałe mogą być dobrymi lub złymi przewodnikami ciepła.

Zwykle dobre przewodniki elektryczności sa dobrymi przewodnikami ciepła (np. metale).

Niektóre ciała stałe zbudowane są z atomów, jonów lub cząsteczek wykazujących regularne rozmieszczenie w przestrzenni. Jeśli znamy położenie jednego atomu lub cząsteczki, jesteśmy w stanie przewidzieć położenie kolejnych. Gdy połączymy je wszystkie ze sobą za pomocą linii, uzyskamy pewną strukturę geometryczną nazywaną siecią krystaliczną.

Sól kamienna to przykład ciała o budowie krystalicznej.

Nie wszystkie substancje tworzące ciała stałe mają strukturę krystaliczną. Część z nich charakteryzuje się nieuporządkowaną strukturą cząsteczkową. Ciała takie nazywamy bezpostaciowymi lub amorficznymi.

Szkło to przykład ciała amorficznego.

Opisz różnice w budowie wewnętrznej między kryształem a ciałem bezpostaciowym i podaj po dwa przykłady każdego z rodzajów tych ciał.

Czy dobre przewodniki prądu elektrycznego są równocześnie dobrymi przewodnikami ciepła?

Opisz pojęcie sieci krystalicznej. Spróbuj wymyślić własną sieć krystaliczną.

Czym różnią się ciała sprężyste, plastyczne i kruche?

Który materiał wykorzystałbyś do zabezpieczenia uchwytu patelni: izolator czy dobry przewodnik ciepła? Uzasadnij swoją odpowiedź.

Budową krystaliczną charakteryzuje się wiele ciał, m.in. metale, sole, diament, grafit i cukier.

Nie wszystkie substancje tworzące ciała stałe mają strukturę krystaliczną. Część z nich charakteryzuje się nieuporządkowaną strukturą cząsteczkową. Ciała takie nazywamy lub amorficznymi.

Przykładami ciał amorficznych są: szkło, guma, tworzywa sztuczne i niektóre minerały.

# data[].attributes.attachment_link.title
Budowa i właściwości ciał stałych. Budowa krystaliczna

# data[].attributes.attachment_link.description
Gdy zanurzysz metalową łyżeczkę w gorącej herbacie, po pewnym czasie łyżeczka rozgrzewa się tak bardzo, że nie możesz już jej dotknąć. Zupełnie inaczej zachowuje się łyżeczka wykonana z plastiku. Dlaczego jedna substancja nagrzewa się szybciej, a inna - wolniej? Ciekawe, jak zachowują się inne ciała stałe? Co jeszcze je różni?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Często nad głowami widzimy przelatujący po niebie samolot, który pozostawia za sobą smugę - prostą długą linię. Czy wiesz, jak można opisać ten ruch?

uzasadnić, że ruch ciał jest pojęciem względnym;

odróżniać drogę od toru ruchu;

podawać znaczenie pojęć „prędkość średnia" i „prędkość chwilowa", odróżniać te wielkości;

obliczać wartość prędkości i wyrażać ją w różnych jednostkach.

Określenie zależności między wielkościami fizycznymi opisującymi ruch prostoliniowy ciał poruzających się ze stałą prędkością.

Co będzie potrzebne Instrukcja Podsumowanie

W ruchu po linii prostej ciało poruszające się ze stałą prędkością przebywa jednakowe odcinki drogi w równych odstępach czasu. Ruchy ze względu na prędkość, z którą porusza się ciało, dzielimy na jednostajne i zmienne.

ruch jednostajny prostoliniowy

- ruch, którego torem jest linia prosta; a wartość prędkości ciała nie ulega zmianie.

Spróbuj określić reguły rządzące ruchem ciała, które porusza się po linii prostej i ma stałą prędkość. W tym celu przeprowadź doświadczenie.

Czy jeżdżąc na karuzeli ze stałą prędkością, poruszasz się ruchem jednostajnym prostoliniowym?

Jeżeli torem ruchu jest okrąg, to kierunek i zwrot prędkości się zmieniają. Jeżeli jednak wartość prędkości jest stała, to taki ruch nazywać będziemy ruchem jednostajnym po okręgu.

Zauważ, że w ruchu jednostajnym prostoliniowym wartości prędkości średniej i chwilowej są sobie równe.

Prędkość ciała w ruchu jednostajnym jest równa stosunkowi przebytej do czasu. Prędkość informuje o tym, jaką drogę przebyło ciało w danej jednostce czasu. Prędkość obliczamy za pomocą wzoru::

Jak już wiesz, ruch jest pojęciem względnym. Na rzece, która płynie z prędkością o wartości 2 względem brzegów, odbywa się wyścig wioślarzy. Ich łódź może płynąć z prędkością 5 względem wody. Wyścig odbywa się pomiędzy dwoma mostami odległymi od siebie o 700 m. Oblicz:

1. Czas, po którym drewniana zabawka wrzucona do wody przy jednym z mostów dopłynie do drugiego mostu.

2. Wartość prędkości łodzi względem brzegów podczas płynięcia w dół (z prądem) i w górę rzeki (pod prąd).

3. Czas ruchu łodzi między mostami, gdy płynie ona w dół rzeki i gdy płynie w górę.

Wytrawny piechur przemieszcza się w terenie płaskim z prędkością Oblicz drogę, jaką wędrowiec przebędzie w ciągu 12 godzin od wyjścia, jeżeli zrobi w tym czasie dwie 45‑minutowe przerwy w marszu. Czy gdyby wyruszył z Wrocławia, to udałoby mu się dojść w ciągu jednego dnia do leżącej pod Wroclawiem Sobótki? Odległość między miejscowościami odczytaj z mapy samochodowej lub znajdź w internecie.

Ile czasu potrzebuje wytrawny rowerzysta, aby przejechać odległość 60 km, jeśli porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym z prędkością ?

Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, prędkość średnia tego ciała równa jest prędkości chwilowej w każdym momencie ruchu.

* Prędkość jest wielkością wektorową. Każdy wektor ma: kierunek, zwrot oraz długość (wartość). Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, to każde odstępstwo od toru prostoliniowego spowoduje zmianę kierunku wektora prędkości. Powstały wektor nie jest więc tym samym wektorem co dotychczasowy, mimo że wartość (długość) obu wektorów nie uległa zmianie. Ruch jednostajny prostoliniowy możemy opisać najprościej za pomocą zapisu wektorowego:

Taki zapis oznacza, że prędkość zachowuje stałe: wartość, kierunek i zwrot.

Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym od punktu A do punktu B, to droga tego ciała jest równa długości odcinka AB, ponieważ torem ruchu jest linia prosta.
Jeżeli szedłeś ze stałą prędkością przez dwie godziny, to jaką przebyłeś drogę? Skoro pokonałes drogę równą w czasie 1 godziny, to przebyta przez ciebie droga w czasie 2 godzin będzie dwukrotnie dłuższa i wyniesie 8 km.
Czy możesz posłużyć się jakimś wzorem, aby ułatwić sobie obliczenia?

Jeśli znamy długość drogi do przebycia i wartość prędkości, z jaką będziemy jechać, możemy obliczyć czas potrzebny do pokonania tej odległości. W jaki sposób?

# data[].attributes.attachment_link.description
Często nad głowami widzimy przelatujący po niebie samolot, który pozostawia za sobą smugę - prostą długą linię. Czy wiesz, jak można opisać ten ruch? uzasadnić, że ruch ciał jest pojęciem względnym; odróżniać drogę od toru ruchu; podawać znaczenie pojęć „prędkość średnia" i „prędkość chwilowa", odróżniać te wielkości; obliczać wartość prędkości i wyrażać ją w różnych jednostkach.

# data[].attributes.headline
Budowa cząsteczkowa i właściwości fizyczne gazów - lekcja

# data[].attributes.subject
Budowa cząsteczkowa i właściwości fizyczne gazów - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Powietrze to mieszanina gazów, dzięki której możesz oddychać. Ale czy jest to możliwe w każdych warunkach? Dlaczego nurek na głębokości 40 metrów musi używać specjalnej mieszaniny gazów zamiast powietrza? Dlaczego tylko nieliczni himalaiści potrafią wspiąć się na wysokość powyżej 8000 m bez korzystania z tlenu? Jeśli chcesz wiedzieć więcej, czytaj dalej.

dokonać podziału materii ze względu na jej stan skupienia;

stwierdzić, że gazy nie mają określonych kształtu ani objętości;

stwierdzić, że ciecze, ciała stałe i gazy wykazują różnice w budowie cząsteczkowej;

stwierdzić, że oddziaływania międzycząsteczkowe w gazach są najsłabsze.

Cząsteczki w gazach w porównaniu z cząsteczkami i atomami w cieczach i ciałach stałych oddziałują ze sobą niezwykle słabo, a ich ruch jest chaotyczny i odbywa się w całej dostępnej przestrzeni.

Animacja przedstawia ruch cząsteczek w gazach. Na animacji widnieje kwadrat, w którym znajduje się kilkanaście niebieskich kółek. Kółka symbolizują cząsteczki. Poruszają się chaotycznie po całej powierzchni kwadratu. Zderzają się między sobą oraz z krawędziami kwadratu.

Podczas ruchu cząsteczek gazu dochodzi do ich wzajemnych zderzeń oraz zderzeń ze ściankami naczynia. Uderzające cząsteczki wywierają nacisk na ścianki naczynia (podobnie jak rzucona piłka uderzająca w ścianę). Nacisk oznacza pewną średnią siłę działającą na ścianki (średnią, ponieważ liczba uderzających cząsteczek jest zmienna w czasie, ponadto prędkości cząsteczek są różne). Stosunek wartości tej siły do pola powierzchni ścianek nazywamy ciśnieniem gazu w zbiorniku.

Na poprzednich lekcjach dowiedziałeś się, że prędkości cząsteczek gazu są większe w wyższych temperaturach, zatem im wyższa temperatura, tym ciśnienie gazu będzie większe.

Gdybyś bez zmieniania temperatury zbiornika z gazem zmniejszył jego objętość, to - łatwo można to sobie wyobrazić - cząsteczki częściej uderzałyby w ścianki (przebywałyby krótsza drogę od ścianki do ścianki), co oznacza wzrost średniej siły działającej na ścianki, a zatem i wzrost ciśnienia.

Z tego wynika, że im wyższa temperatura, tym wyższe ciśnienie gazu (zmniejszanie temperatury spowoduje spadek ciśnienia). Zmiany objętości wpływają zaś odwrotnie na ciśnienie: im większa objętość, tym niższe ciśnienie (zmniejszaniu się objętości gazu towarzyszy wzrost jego ciśnienia).

Dokładnie prawa opisujące tzw. parametry stanu gazu, czyli objętość, ciśnienie i temperaturę, oraz związki między nimi poznasz w toku dalszej nauki.

Zastanów się i odpowiedz, w jakiej sytuacji wzrost temperatury nie spowodowałby wzrostu ciśnienia?

Najbardziej rozpowszechnionym gazem w przyrodzie jest powietrze. Stanowi ono (gdy nie zawiera pary wodnej) mieszaninę azotu (), tlenu (, i pozostałych gazów takich jak dwutlenek węgla i gazy szlachetne, które stanowią tylko Para wodna występuje w powietrzu wilgotnym i może stanowić do kilku procent składu atmosfery blisko powierzchni Ziemi.

Powietrze posłuży nam jako obiekt doświadczalny pozwalający lepiej poznać właściwości gazów.

Jak widzisz, pod tym względem gazy nie różnią się od cieczy, które również przybierają kształt naczynia, w którym się znajdują. Jednak ciecze wypełniają najczęściej tylko część naczynia. A jak to jest z gazami? Przyjrzyj się jeszcze raz poniższej animacji.

Animacja przedstawia ruch cząsteczek w gazach. Na animacji widnieje kwadrat, w którym znajduje się kilkanaście niebieskich kółek. Kółka symbolizują cząsteczki. Poruszają się chaotycznie po całej powierzchni kwadratu. Zderzają się między sobą oraz z krawędziami kwadratu.

Czy udało ci się zaobserwować sytuację, w której wszystkie cząsteczki zgromadziły się np. na górze naczynia, a jego dolna część pozostała pusta? Prawda, że nie?

Na stole leży napompowane koło samochodowe, obok pompka ręczna (nie nożna) do kół. Demonstrator naciska ręką oponę z boku bez wyraźnego efektu. Demonstartor podłącza pompkę ręczną do zaworu powietrznego koła. Zaciska zacisk co wciska iglicę w zaworze czyniąc go drożnym w obie strony. Tłok pompki jest wciśnięty. Demonstrator utrzymuje pompkę w pozycji pionowej. Widać jak tłok pompki jest wypychany przez powietrze z dętki, trzpień z uchwytem do pompowania podnosi się do góry. D. z widocznym wysiłkiem zatrzymuje ruch tłoka naciskając na rączkę ręką lub dwoma. Po chwili puszcza i tłok dalej się wysuwa. To samo koło samochodowe. Obok leży koło rowerowe z oponą i dętką z zaworem typu samochodowego. Obok wężyk ciśnieniowy zakończony z obu stron przyłączami do wentyli samochodowych. Wężyk na środku jest zaciśnięty imadełkiem ręcznym lub innym ściskiem. D. naciska bez skutku oponę samochodową po czym podnosi koło rowerowe i demonstruje sflaczają oponę, która łatwo poddaje się uciskowi dłoni. D. zakłada wężyka na wentyle obu kół. D. zdejmuje zacisk z wężyka. Po chwili D. naciska dłonią oponę koła rowerowego. Widać, że zrobiła się twarda. Stół, na stole pompa próżniowa z talerzem i kloszem. Obok na stole zawiązany ale nie napompowany balonik. D. podnosi balonik i demonstruje jaki jest sflaczały. Umieszcza balonik pod kloszem pompy próżniowej. D. wskazując na pompę. D. Włącza pompę. Widać jak balonik rośnie wypełniając coraz większą część klosza.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na stole leży napompowane koło samochodowe, obok pompka ręczna (nie nożna) do kół. Demonstrator naciska ręką oponę z boku bez wyraźnego efektu. Demonstartor podłącza pompkę ręczną do zaworu powietrznego koła. Zaciska zacisk co wciska iglicę w zaworze czyniąc go drożnym w obie strony. Tłok pompki jest wciśnięty. Demonstrator utrzymuje pompkę w pozycji pionowej. Widać jak tłok pompki jest wypychany przez powietrze z dętki, trzpień z uchwytem do pompowania podnosi się do góry. D. z widocznym wysiłkiem zatrzymuje ruch tłoka naciskając na rączkę ręką lub dwoma. Po chwili puszcza i tłok dalej się wysuwa. To samo koło samochodowe. Obok leży koło rowerowe z oponą i dętką z zaworem typu samochodowego. Obok wężyk ciśnieniowy zakończony z obu stron przyłączami do wentyli samochodowych. Wężyk na środku jest zaciśnięty imadełkiem ręcznym lub innym ściskiem. D. naciska bez skutku oponę samochodową po czym podnosi koło rowerowe i demonstruje sflaczają oponę, która łatwo poddaje się uciskowi dłoni. D. zakłada wężyka na wentyle obu kół. D. zdejmuje zacisk z wężyka. Po chwili D. naciska dłonią oponę koła rowerowego. Widać, że zrobiła się twarda. Stół, na stole pompa próżniowa z talerzem i kloszem. Obok na stole zawiązany ale nie napompowany balonik. D. podnosi balonik i demonstruje jaki jest sflaczały. Umieszcza balonik pod kloszem pompy próżniowej. D. wskazując na pompę. D. Włącza pompę. Widać jak balonik rośnie wypełniając coraz większą część klosza.

Podaj przykłady sytuacji z życia codziennego, w których doszło do rozprężenia gazu rozprężenia gazu .

Na głębokości 40 m pod powierzchnią wody panuje w przybliżeniu czterokrotnie większe niż na jej powierzchni. Nie oznacza to wcale, że tak samo będzie się zmianiać objętość płuc. Zmniejsza się ona aż dwukrotnie na każde 10 m zanurzenia! Na głębokości 40 m objętość płuc jest aż ośmiokrotnie mniejsza. Ciśnienie, jakie wywiera na nurka otaczająca go woda, jest wtedy większe od ciśnienia powietrza w jego płucach. Aby przeżyć, nurek musi korzystać z butli ze sprężonym powietrzem.

Czy to wszystko? Nie. Na głębokości około 30 m pojawiają się objawy tzw. . Sprężony azot wywiera negatywny wpływ na mózg, co objawia się występowaniem omamów i halucynacji. Na głębokości 40 m do oddychania nurek powinien użyć specjalnej mieszaniny gazów o zredukowanej ilości azotu.

Cząsteczki w gazach słabo na siebie oddziałują, ich ruch jest chaotyczny i odbywa się w całej dostępnej przestrzeni.

Cząsteczki gazu wypełniają całkowicie objętość naczynia, bez względu na jego ksztalt. Podczas ruchu dochodzi do ich wzajemnych zderzeń i „bombardowania" ścianek pojemnika.

Najbardziej rozpowszechnionym gazem w przyrodzie jest powietrze. Jest ono mieszaniną azotu ( i tlenu (. Pozostały stanowią dwutlenek węgla i gazy szlachetne oraz para wodna.

Gazy nie mają kształtu - przybierają kształt naczynia, w którym się znajdują.

Gazy nie mają określonej objętości - przybierają objętość naczynia, w którym się znajdują.

Gazy są ściśliwe (w przeciwieństwie do ciał stałych i cieczy).

Rozprężanie gazu polega na zwiększaniu jego objętości i spadku ciśnienia.

Rozprężaniu gazu często towarzyszy obniżenie jego temperatury, co jest najwyraźniej widoczne, gdy ten proces zachodzi gwałtownie.

Gazy są złymi przewodnikami ciepła i prądu elektrycznego.

Zastanów się i napisz, dlaczego w upalny dzień piłka plażowa wydaje się bardziej wypełniona powietrzem, niż kiedy jest chłodno.

Podaj przykłady praktycznego wykorzystania sprężania i rozprężania gazów.

Kiedy siedzisz przed komputerem i przeglądasz ten podręcznik (albo robisz coś innego), nie obawiasz się, że całe powietrze zgromadzi się pod sufitem i nie będziesz mieć czym oddychać. Takie rzeczy się nie zdarzają.

W wodzie gazowanej znajdują się bardzo drobne pęcherzyki dwutlenku węgla. Po otwarciu butelki gwałtownie zwiększają one swoją objętość (można je wtedy zobaczyć) i spada w nich temperatura. Ochłodzony gaz zmniejsza z kolei temperaturę wody. Zapytaj rodziców, jak wyglądało otrzymywanie wody gazowanej za pomocą syfonów z pojemnikami z COIndeks dolny 2 ₂. Proces zwiększania objętości i spadku ciśnienia gazu trwał bardzo krótko, a temperatura spadała tak znacznie, że na powierzchni pojemnika osadzał się szron. Obecnie również można kupić syfony i pojemniki z dwutlenkiem węgla, jednak znacznie częściej używamy butelek z gotową wodą gazowaną.

# data[].attributes.attachment_link.title
Budowa cząsteczkowa i właściwości fizyczne gazów

# data[].attributes.attachment_link.description
Powietrze to mieszanina gazów, dzięki której możesz oddychać. Ale czy jest to możliwe w każdych warunkach? Dlaczego nurek na głębokości 40 metrów musi używać specjalnej mieszaniny gazów zamiast powietrza? Dlaczego tylko nieliczni himalaiści potrafią wspiąć się na wysokość powyżej 8000 m bez korzystania z tlenu? Jeśli chcesz wiedzieć więcej, czytaj dalej.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Być może zauważyłeś, że czasem ciało o niewielkich rozmiarach ma dużą masę, a ciała o sporych rozmiarach (np. pudło styropianowe) możemy łatwo podnieść, bo ich masa jest niewielka. Aby to wyjaśnić, wprowadzimy pojęcie gęstości ciała. Pozwoli ci ono zrozumieć opisaną poniżej sytuację i wiele innych zagadnień.

Uwaga: ze względu na swoje trujące właściwości, rtęć nie może być używana w doświadczeniach przeprowadzanych w szkole.

stwierdzić, że materia ma budowę cząsteczkową;

dokonać podziału materii na trzy stany skupienia: stały, ciekły i gazowy;

stwierdzić, że masa jest miarą ilości materii;

podać definicję objętości ciała.

obliczać gęstość ciała;

posługiwać się pojęciem gęstości ciała, potrzebnym do analizowania zjawisk;

wyrażać gęstość w jednostkach układu SI;

wykonywać działania na jednostkach gęstości (w tym: zamieniać jednostki);

uzasadniać, dlaczego ciała zbudowane z różnych substancji mają różną gęstość;

korzystać ze związku miedzy masą, gęstością i objętością ciała do wykonywania różnych obliczeń;

porównywać gęstości różnych substancji, zamieszczone w tablicach wielkości fizycznych.

Niekiedy zaskakuje cię ciężar pewnych przedmiotów, np. gdy niesiesz dwie płyty (styropianową i gipsowo‑kartonową) o tych samych rozmiarach, czujesz, że ich masy zdecydowanie się różnią. W codziennym życiu możesz się także przekonać, że drewniany sześcian jest lżejszy od sześcianu ze stali o tym samym kształcie i identycznym rozmiarze.

Z drugiej strony, przedmioty o różnych rozmiarach mogą mieć taką samą. Trudno to przewidzieć bez znajomości materiałów, z których dane przedmioty zostały wykonane. Największa bryła została zrobiona ze styropianu, średnia z korka, a najmniejsza ze stali.

Dzięki odpowiedniemu doborowi wymiarów wszystkie pokazane na rysunku sześciany ma masę .

to wielkość fizyczna, która jest miarą przestrzeni zajmowanej przez dane ciało. W układzie SI jednostką objętości jest metr sześcienny. Spróbuj wyobrazić sobie kostkę (lub pokaż ją za pomocą rąk) o wymiarach na na . Na co dzień używamy mniejszych jednostek takich jak decymetry sześcienne (litry) i centymetry sześcienne (mililitry). Wyobraź sobie lub pokaż za pomocą rąk kostkę o objętości (wymiary na na ).

Jak wyznaczyć objętość ciała o dowolnym kształcie?

Za pomocą metody opisanej w filmie, wyznacz objętość ciała o nieregularnym kształcie. Może to być np. duża śruba lub łyżeczka do herbaty.

Po obejrzeniu filmu zastanów się, co wpływa na zmianę objętości wody wypieranej przez klucz zawieszony na łańcuszku. Co trzeba zrobić, aby możliwie dokładnie wyznaczyć tą metodą objętość śruby lub łyżeczki?

Czy ciała o większej masie mają większą objętość, a ciała o większej objętości - większą masę? Aby się o tym przekonać, przeprowadź prosty eksperyment.

Problem badawczy

Czy przedmiot wykonany z takiego samego materiału, ale mający większą objętość, ma większą masę?

Hipoteza

Im większa jest objętość ciał wykonanych z tego samego materiału, tym większa jest ich masa. Stosunek masy do objętości pozostaje stały.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Za pomocą menzurki zmierz objętość poszczególnych odważników.

2. Wyniki pomiarów zapisz w tabeli.

3. Zilustruj graficznie wyniki pomiarów. Wykonaj wykres zależności masy ciała od jego objętości m(V). Najpierw narysuj oś poziomą, która będzie przedstawiała zmiany objętości wyrażone w centymetrach sześciennych, potem zaś - oś pionową. Zaznacz na niej wartości masy wyrażone w gramach. Na tak przygotowany układ współrzędnych nanieś odpowiednie punkty (posłuż się wartościami zapisanymi w tabeli).

Podsumowanie

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że masa ciała rośnie wraz ze wzrostem objętości - masa rośnie tyle razy, ile rośnie objętość. Dla danej substancji stosunek masy ciała do jego objętości jest stały.

Doświadczenie pokazało, że masa ciała zmienia się wraz ze zmianą jego objętości. Dwukrotny wzrost objętości ciała powoduje dwukrotny wzrost jego masy, trzykrotny wzrost objętości ciała - trzykrotny wzrost jego masy itd. Oznacza to, że dla ciał wykonanych z tego samego materiału iloraz masy i objętości musi pozostać stały.

Iloraz masy i objętości danego ciała nazywamy jego. Z doświadczenia z poprzedniego paragrafu wiesz już, że w przypadku ciał wykonanych z tego samego materiału iloraz masy i objętości pozostaje stały. Gęstość jest więc wielkością charakterystyczną dla danej substancji. Jednostką gęstości w układzie SI jest kg na metr sześcienny. Oznaczamy ją literą d lub rzadziej grecką literą ρ („ro").

Wzór na gęstość:

gdzie: d - gęstość; m - masa ciała; V - jego objętość.

Aplikacja umożliwia wyznaczenie gęstości ciała. Po prawej stronie znajduje się cylinder miarowy z wodą. Cylinder ma kształt walca. Na cylindrze widnieje skala. Na skali poziomymi kreskami oznaczono objętość od 10 do 70 centymetrów sześciennych. Dzięki skali można odczytać, że w cylindrze znajduje się 40 centymetrów sześciennych wody. Po prawej stronie znajduje się waga. Waga ma cyfrowy wyświetlacz, który wyświetla wagę w gramach z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Waga jest stalowoszara. Na dole znajdują się cztery sztabki. Kształt prostopadłościenny. Sztabki wykonane z różnych materiałów. Każda podpisana. Pierwsza sztabka: „złoto". Barwa żółto-złota. Druga sztabka: „ołów". Barwa ciemnoszara. Trzecia sztabka: „miedź". Bardzo brązowo-ruda. Ostatnia, czwarta sztabka: „Marmur". Barwa jasnoszara. Za pomocą kursora myszy, każdą sztabkę można przenieść do cylindra lub położyć na wadze. Po włożeniu każdej ze sztabek do cylindra z wodą, poziom wody podnosi się. W każdym przypadku wskazuje 50 centymetrów sześciennych. Po położeniu sztabki na wadze, wskaźnik wagi wyświetla jej masę. Każda ze sztabek ma inną masę. „Złoto": 192,82 g. „Ołów": 113,50 g. „Miedź": 89,33 g. „Marmur": 26,70 g. Pod sztabkami znajduje się tabela. Do tabeli należy wpisać wyniki pomiarów dla poszczególnych sztabek: objętość oraz masę. Następnie należy obliczyć gęstość poszczególnych materiałów, z których wykonano sztabki.

Podstawową jednostką gęstości jest kilogram na metr sześcienny. W praktyce dla wygody dość często wyrażamy gęstości ciał w mniejszych jednostkach, np. . W takiej sytuacji musimy skorzystać z zależności między jednostkami.

Masa ciała zależy zarówno od materiału, z jakiego zostało ono wykonane, jak i od objętości tego ciała.

Objętość to wielkość fizyczna, która jest miarą przestrzeni zajmowanej przez dane ciało.

W przypadku ciał wykonanych z tego samego materiału iloraz masy i objętości jest stały.

Demonstrator na tle tablicy. Gęstość, tak jak i inne wielkości fizyczne, można wyrazić w różnych jednostkach. Najczęściej używane to: kilogram na metr sześcienny i gram na centymetr sześcienny. Zobaczmy, w jaki sposób przeliczamy te jednostki. Mamy tu do czynienia z jednostkami masy, kilogramami i gramami oraz jednostkami objętości: metrami sześciennymi i centymetrami sześciennymi. Z jednostkami masy jest łatwo. Pamiętamy, że 1 kilogram to 1000 gramów. Tym samym 1 gram to jedna tysięczna kilograma. Z objętością jest nieco trudniej. Pamiętamy, że 1 metr to 100 centymetrów, czyli 1 cm to jedna setna metra. Ale czy to oznacza, że 1 metr sześcienny to 100 centymetrów sześciennych? Nic bardziej mylnego!Pomóżmy sobie rysunkiem. 1 metr sześcienny to objętość sześcianu o boku 1 m, czyli 100 cm. 1 centymetr sześcienny to objętość sześcianu o boku 1 cm, czyli kosteczki zamalowanej na czerwono. Ile takich kosteczek mieści się w dużym sześcianie? Łatwo to policzyć: wszerz jest 100 takich kosteczek, w głąb również 100 i na wysokość także 100. Razem więc zmieści się w dużej kostce sto razy sto razy 100 małych kosteczek. A więc 1 metr sześcienny to milion centymetrów sześciennych. Na odwrót: jeden centymetr sześcienny to jedna milionowa metra sześciennego. Teraz możemy wrócić do przeliczenia jednostek gęstości. Przeliczmy np. 300 kilogramów na metr sześcienny na gramy na cm sześcienny. 300 przepisujemy, 1 kilogram to 1000 gramów, a 1 metr sześcienny to milion cm sześciennych. Teraz tylko upraszczamy, skracając ułamek, i otrzymujemy wynik trzy dziesiąte grama na centymetr sześcienny.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Demonstrator na tle tablicy. Gęstość, tak jak i inne wielkości fizyczne, można wyrazić w różnych jednostkach. Najczęściej używane to: kilogram na metr sześcienny i gram na centymetr sześcienny. Zobaczmy, w jaki sposób przeliczamy te jednostki. Mamy tu do czynienia z jednostkami masy, kilogramami i gramami oraz jednostkami objętości: metrami sześciennymi i centymetrami sześciennymi. Z jednostkami masy jest łatwo. Pamiętamy, że 1 kilogram to 1000 gramów. Tym samym 1 gram to jedna tysięczna kilograma. Z objętością jest nieco trudniej. Pamiętamy, że 1 metr to 100 centymetrów, czyli 1 cm to jedna setna metra. Ale czy to oznacza, że 1 metr sześcienny to 100 centymetrów sześciennych? Nic bardziej mylnego!Pomóżmy sobie rysunkiem. 1 metr sześcienny to objętość sześcianu o boku 1 m, czyli 100 cm. 1 centymetr sześcienny to objętość sześcianu o boku 1 cm, czyli kosteczki zamalowanej na czerwono. Ile takich kosteczek mieści się w dużym sześcianie? Łatwo to policzyć: wszerz jest 100 takich kosteczek, w głąb również 100 i na wysokość także 100. Razem więc zmieści się w dużej kostce sto razy sto razy 100 małych kosteczek. A więc 1 metr sześcienny to milion centymetrów sześciennych. Na odwrót: jeden centymetr sześcienny to jedna milionowa metra sześciennego. Teraz możemy wrócić do przeliczenia jednostek gęstości. Przeliczmy np. 300 kilogramów na metr sześcienny na gramy na cm sześcienny. 300 przepisujemy, 1 kilogram to 1000 gramów, a 1 metr sześcienny to milion cm sześciennych. Teraz tylko upraszczamy, skracając ułamek, i otrzymujemy wynik trzy dziesiąte grama na centymetr sześcienny.

W wielu sytuacjach gęstość jest cenną wskazówką pozwalającą rozpoznać, z jakiego materiału jest wykonane dane ciało. Aby ułatwić to zadanie, stworzono tabele gęstości wybranych substancji. Pamiętajmy jednak, że wiele substancji ma zbliżone gęstości. Właściwą klasyfikację komplikują również stopy o różnym składzie chemicznym.

Zapoznaj się z tablicami gęstości wybranych ciał stałych w temperaturze 20°C. Poniżej umieszczono tablice gęstości ciał stałych, cieczy i gazów.

gdzie: m - masa ciała; V - jego objętość.

# data[].attributes.attachment_link.description
Być może zauważyłeś, że czasem ciało o niewielkich rozmiarach ma dużą masę, a ciała o sporych rozmiarach (np. pudło styropianowe) możemy łatwo podnieść, bo ich masa jest niewielka. Aby to wyjaśnić, wprowadzimy pojęcie gęstości ciała. Pozwoli ci ono zrozumieć opisaną poniżej sytuację i wiele innych zagadnień.

# data[].attributes.headline
Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy - lekcja

# data[].attributes.subject
Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wielu kierowców decydując się na zakup samochodu, zwraca uwagę na to, w jakim czasie wybrany przez nich model osiąga prędkość 100 km/h. Ważne jest dla nich, aby czas osiągnięcia tej prędkości był jak najkrótszy. Samochód porusza się wówczas ruchem przyspieszonym.

podawać definicję ruchu jako zmianę położenia względem wybranego układu odniesienia;

klasyfikować ruchy ze względu na tor (prostoliniowe i krzywoliniowe) oraz wartość prędkości (jednostajne i zmienne);

odróżniać prędkość średnią od chwilowej;

obliczać prędkość i wyrażać ją w różnych jednostkach;

podawać definicje przyspieszenia oraz ruchu przyspieszonego i opóźnionego;

obliczać przyspieszenie, gdy prędkość rośnie lub maleje.

badać ruch jednostajnie przyspieszony;

podawać definicję ruchu jednostajnie przyspieszonego prostoliniowego;

rozpoznawać proporcjonalność prostą na podstawie tabeli.

Szczególnym przypadkiem ruchu zmiennego jest . Cechą charakterystyczną tego ruchu jest wzrost prędkości poruszającego się ciała w pewnym przedziale czasu. Wówczas torem ruchu mogą być zarówno linia prosta, jak i krzywa.
Uzupełnienie:

W jakich sytuacjach rośnie prędkość ciała? Dzieje się tak zawsze, gdy ciała rozpoczynają swój ruch lub kontynuują go ze wzrastającą prędkością.

Zmiany opisywane są wówczas wielkością fizyczną, którą już znasz - przyspieszeniem.

ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy

- ruch, w którym prędkość wzrasta o stałą wartość w jednakowych odstępach czasu (np. co sekundę), a torem ruchu jest linia prosta.

Ruchem jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym nazywamy taki ruch, w którym przyspieszenie jest stałe. Oznacza to, że prędkość wzrasta o stałą wartość w jednakowych odstępach czasu (np. co sekundę), a torem ruchu jest linia prosta.

Cechą charakterystyczną ruchu jednostajnie przyspieszonego prostoliniowego jest stały wzrost prędkości poruszającego się ciała o stałą wartość w jednakowych odstępach czasu.

ruch jednostajnie przyspieszony

- ruch, w którym prędkość wzrasta o stałą wartość w jednakowych odstępach czasu (np. co sekundę); wartość przyspieszenia w ruchu jednostajnie przyspieszonym jest stała.

- ruch, w którym w pewnym przedziale czasu obserwujemy wzrost prędkości poruszającego się ciała. Wartość przyspieszenia w ruchu przyspieszonym może się zmieniać.

Czas mierzymy podobnie jak drogę, tj. od początku ruchu ciała. Ponieważ odcinki przebytej drogi mierzone są co sekundę, kolejne wartości czasu powinny wynosić: 1 s, 2 s, 3 s itd.
∆ s jest różnicą dróg pomiędzy kolejnymi położeniami ciała odczytanymi z tabeli powyżej.
Czas mierzony jest co 1 s, a więc wielkość ∆ t wynosi zawsze 1 s.
Prędkość średnią poruszającego się ciała obliczamy jako iloraz różnicy drogi i czasu (1 s).
Zmiany prędkości średniej obliczymy jako różnicę jej kolejnych wartości. Jeśli natomiast podzielimy je przez przedział czasu, wynoszący 1 s, uzyskamy wartość przyspieszenia walca (wózka) staczającego się po równi.

Problem badawczy Hipoteza Co będzie potrzebne Instrukcja Podsumowanie

Podaj trzy przykłady ruchu zmiennego i trzy przykłady ruchu przyspieszonego - inne niż te wykorzystane podczas lekcji.

Gdy torem ruchu ciała jest linia prosta, a przyrost prędkości jest jednakowy w każdej sekundzie tego ruchu, to ruch taki nazywamy ruchem jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym.

# data[].attributes.attachment_link.description
Wielu kierowców decydując się na zakup samochodu, zwraca uwagę na to, w jakim czasie wybrany przez nich model osiąga prędkość 100 km/h. Ważne jest dla nich, aby czas osiągnięcia tej prędkości był jak najkrótszy. Samochód porusza się wówczas ruchem przyspieszonym.

# data[].attributes.headline
Ruch zmienny prostoliniowy. Przyspieszenie. Prędkość średnia i chwilowa - lekcja

# data[].attributes.subject
Ruch zmienny prostoliniowy. Przyspieszenie. Prędkość średnia i chwilowa - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Na co dzień raczej rzadko mamy do czynienia z jazdą ze stałą prędkością. Dużo częściej spotykasz sytuacje, w których jedziesz coraz szybciej (np. podczas ruszania) lub coraz wolniej (np. podczas hamowania). Podczas tej lekcji będziemy opisywać ruch odbywający się po linii prostej, ale ze zmienną prędkością.

odróżniać drogę od toru ruchu;

klasyfikować ruchy ze względu na tor i wartość prędkości;

podawać definicje ruchu jednostajnego i ruchu prostoliniowego;

obliczać wartość prędkości i wyrażać ją w różnych jednostkach;

obliczać wartość wielkości opisujących ruch jednostajny: drogę, prędkość oraz czas;

sporządzać wykresy zależności drogi od czasu s(t) i prędkości od czasu v(t) dla ruchu jednostajnego prostoliniowego;

uzasadniać, dlaczego prędkość jest wielkością wektorową.

Aplikacja symulator ruchu zmiennego. Tło jasne, krajobraz pustynny. W tle słońce na błękitnym niebie. U dołu srebrny samochód na drodze. Wzdłuż drogi rosną zielone kaktusy. Użytkownik może za pomocą suwaka znajdującego się po lewej stronie zmieniać prędkość jadącego samochodu od 0 km/h do 90 km/h. Po środku na dole ekranu znajdują się dwa wskaźniki - wskaźnik szybkości i wskaźnik poziomu paliwa. Wskazówka na pierwszym wskaźniki pokazuje prędkość zgodną z ustawioną na suwaku po lewej stronie. W prawym górnym rogu widnieje wykres prędkości od czasu, który w trakcie jazdy aktualizowany jest na bieżąco. Wskazówka poziomu paliwa na początku ustawiona jest na końcu skali, z każdą kolejną sekundą jazdy opada. Gdy opadnie na początek skali, samochód zatrzymuje się. Pojawia się informacja „Koniec jazdy! Brak paliwa... Zapoznaj się z wykresem prędkości samochodu!".

Podaj po trzy przykłady ruchu przyspieszonego i opóźnionego, które możesz zaobserwować w otaczającym cię świecie.

Posłuż się definicjami ruchu przyspieszonego i opóźnionego.

podawać definicję ruchu zmiennego;

odróżniać ruch przyspieszony od opóźnionego;

podawać definicję przyspieszenia i obliczać jego wartość.

Znasz już pojęcie ruchu jednostajnego prostoliniowego. Prędkość w tym ruchu jest stała. W życiu codziennym masz jednak częściej do czynienia z sytuacją, w której zmianie ulegają zarówno wartość samej prędkości, jak i kierunek ruchu ciała. Nasze rozważania podczas tej lekcji ograniczymy do analizy ruchów, w których torem jest linia prosta, a prędkość będzie się zmieniać - rosnąć lub maleć.

W Stanach Zjednoczonych Ameryki, a ostatnio również w Polsce, popularne są wyścigi samochodowe na dystansie ¼ mili, tj. 402,336 m. Kiedy samochody mijają metę, często jadą z prędkością ponad 200 km/h.

Wyścigu na ¼ mili nie musi koniecznie wygrać samochód o największej prędkości maksymalnej; zwycięży ten, który w najkrótszym czasie osiągnie największą prędkość.

Podczas zmiany prędkości mamy do czynienia z dwiema wartościami: początkową i końcową. Przykładowo: samochód jedzie z prędkością 20 m/s, kierowca przyspiesza i samochód osiąga prędkość 30 m/s. Zmiana prędkości zawsze będzie obliczana jako różnica wartości końcowej i początkowej. W tym przypadku zmiana prędkości = 30 m/s - 20 m/s = 10 m/s. Zmiana jest dodatnia, co oznacza, że wartość prędkości wzrosła, czyli przyspieszenie ciała jest dodatnie.

W fizyce do oznaczania zmian wielkości fizycznych stosuje się grecką literkę (delta), odpowiadającą polskiej literze D. Przykładowo: zmianę prędkości (przyrost lub spadek) oznaczymy jako . Natomiast to przedział czasu, w którym następuje zmiana prędkości.

Przyspieszenie jeden metr na sekundę do kwadratu (1 m s 2 ) informuje nas o tym, że prędkość ciała wzrosła o jeden metr na sekundę w czasie jednej sekundy. Jeżeli przyspieszenie wynosi 3 m s 2 , prędkość wzrasta o 3 m s w ciągu każdej sekundy.

Animacja przedstawiająca wzór na przyspieszenie. Najpierw wzór słowny. Potem wzór, który zawiera oznaczenia literowe. Pojawia się legenda. Potem opisane w jakich jednostkach liczy się przyspieszenie.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Animacja przedstawiająca wzór na przyspieszenie. Najpierw wzór słowny. Potem wzór, który zawiera oznaczenia literowe. Pojawia się legenda. Potem opisane w jakich jednostkach liczy się przyspieszenie.

Kiedy podczas wyścigu samochód przejeżdżał przez końcowy punkt kontrolny, jechał z prędkością 211 km/h. Czas przejazdu od startu wyniósł 11,2 s. Oblicz wartość przyspieszenia samochodu.
Rozwiązanie:
Analiza zadania - zjawisko: ruch przyspieszony
Definicja przyspieszenia:
a=∆v∆t
Wymagane wielkości:
∆v i ∆t
∆v=v k -v p
Dane:
v p =0
v k =211
∆t=11,2 s
Szukane:
przyspieszenie a
Obliczenia:
∆v=v k -v p =211-0 =211=211·=58,6
∆t=11,2 s
a=∆v∆t=m s 2 ≈5,2 m s 2
Odpowiedź:
Przyspieszenie samochodu w czasie wyścigu wynosiło około 5,2 m s 2 .

*Przyspieszenie jako wielkość wektorowa Przyspieszenie jako wielkość wektorowa

W jakich jednostkach wyrażamy przyspieszenie? Jeżeli jednostką zmiany prędkości jest , a jednostką czasu - sekunda, to na podstawie wzoru na przyspieszenie:

otrzymujemy:

Obliczmy wspólnie wartość przyspieszenia ciała, które zmniejsza wartość swojej prędkości z 30 do 20 m/s. Zmiana prędkości zawsze będzie obliczana jako różnica wartości końcowej i początkowej. W tym przypadku v = 20 m/s - 30 m/s = -10 m/s. Widzimy, że zmiana jest ujemna, co oznacza, że wartość prędkości zmalała. Wynika z tego również, że wartość przyspieszenia ciała jest ujemna.

Ile wynosi przyspieszenie ciała, gdy jego prędkość zmalała o 20 w czasie 5 sekund?

Uzupełnienie: Spróbuj odpowiedzieć na pytanie Spróbuj odpowiedzieć na pytanie

Ruch, w którym dochodzi do zmian prędkości, nazywamy ruchem zmiennym.

Jeśli podczas ruchu prędkość ciała rośnie, to mówimy, że jest to ruch przyspieszony, a jeśli ta prędkość maleje - jest to ruch opóźniony.

Wielkość fizyczną opisującą zmianę prędkości ciała w jednostce czasu nazywamy przyspieszeniem. Obliczamy je ze wzoru:
.

W fizyce do oznaczania zmian wielkości fizycznych stosuje się grecką literkę . Przykładowo: zmianę prędkości (przyrost lub spadek) oznaczymy jako . Natomiast zmiana czasu to.

Przyspieszenie o wartości jednego metra na sekundę kwadrat (1 ) informuje nas o tym, że prędkość ciała wzrosła o jeden metr na sekundę w czasie jednej sekundy.

Opóźnienie to przyspieszenie o wartości ujemnej. Pojawia się, gdy ciało zmniejsza prędkość swojego ruchu (hamuje).

W ruchu zmiennym prędkość chwilowa różni się od prędkości średniej ciała.

Cząstka wleciała do przyspieszacza (akceleratora) z prędkością 1000 m/s, która po czasie zwiększyła się do 8000 m/s. Oblicz przyspieszenie, z jakim cząstka poruszała się w akceleratorze.

W ruchu jednostajnym wartość prędkości jest stała i w związku z tym prędkość chwilowa i średnia są sobie równe. Gdy wartość prędkości się zmienia, obie wielkości będą się od siebie różniły. Prędkość chwilowa będzie np. coraz większa - im większe przyspieszenie, tym większa prędkość. A co się stanie z wartością prędkości średniej?

Na tablicy pojawia się wzór s=V*t, V=const. Pojawia się wykres V = V(t) = const. Na osi odciętych (czasu) pojawia się dowolnie wybrany punkt t (w okolicach ¾ długości osi). Od punktu t kreślona jest w górę pionowa linia przerywana aż do linii wykresu. Następnie pole powstałego prostokąta jest wypełniane kolorem/cieniowaniem przesuwającym się od osi rzędnych do pionowej linii odniesienia. Na zakolorowanym prostokącie pojawia się litera s. Obszar pod wykresem wypełnia się kolorem do znacznika t.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na tablicy pojawia się wzór s=V*t, V=const. Pojawia się wykres V = V(t) = const. Na osi odciętych (czasu) pojawia się dowolnie wybrany punkt t (w okolicach ¾ długości osi). Od punktu t kreślona jest w górę pionowa linia przerywana aż do linii wykresu. Następnie pole powstałego prostokąta jest wypełniane kolorem/cieniowaniem przesuwającym się od osi rzędnych do pionowej linii odniesienia. Na zakolorowanym prostokącie pojawia się litera s. Obszar pod wykresem wypełnia się kolorem do znacznika t.

Średnia prędkość wyraża się wzorem , gdzie s jest drogą przebytą w czasie t. Jeżeli prędkość chwilowa ciała rośnie, wzrasta również droga przebyta w danym czasie. Jak obliczać prędkość średnią lub chwilową? Tym problemem zajmiemy się na następnych lekcjach.

Jak obliczyć całkowitą drogę przebytą przez ciało w pewnym czasie t, gdy wykres zależności prędkości od czasu jest linią prostą nachyloną pod pewnym kątem do osi czasu i rozpoczyna się na początku układu współrzędnych?

# data[].attributes.attachment_link.title
Ruch zmienny prostoliniowy. Przyspieszenie. Prędkość średnia i chwilowa

# data[].attributes.attachment_link.description
Na co dzień raczej rzadko mamy do czynienia z jazdą ze stałą prędkością. Dużo częściej spotykasz sytuacje, w których jedziesz coraz szybciej (np. podczas ruszania) lub coraz wolniej (np. podczas hamowania). Podczas tej lekcji będziemy opisywać ruch odbywający się po linii prostej, ale ze zmienną prędkością.

# data[].attributes.headline
Ruch jednostajny prostoliniowy i jednostajnie przyspieszony prostoliniowy w zadaniach - lekcja

# data[].attributes.subject
Ruch jednostajny prostoliniowy i jednostajnie przyspieszony prostoliniowy w zadaniach - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Rzeczywisty ruch ciał w naszym otoczeniu jest ruchem zmiennym, w którym prędkość może zmieniać się w dowolny sposób. Czasem ruch zmienny przechodzi w ruch jednostajny prostoliniowy. Czy istnieje sposób opisu ruchu ciała poruszającego się w tak skomplikowany sposób?

podawać definicję ruchu jako zmianę położenia względem wybranego układu odniesienia;

klasyfikować ruchy ze względu na tor (prostoliniowe i krzywoliniowe) oraz wartość prędkości (jednostajne i zmienne);

odróżniać prędkość średnią od chwilowej;

obliczać prędkość i wyrażać ją w różnych jednostkach;

podawać definicje przyspieszenia oraz ruchu przyspieszonego i opóźnionego;

obliczać przyspieszenie, gdy wartość prędkości rośnie lub maleje;

obliczać zmiany prędkości podczas ruchu jednostajnie przyspieszonego

obliczać drogę przebytą przez ciało w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym;

sporządzać wykresy zależności drogi od czasu, przyspieszenia od czasu i prędkości od czasu dla ciał poruszających się ruchem jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym;

odczytywać z wykresów wartość drogi, przyspieszenia i prędkości.

Motocyklista przez jedną minutę poruszał się z prędkością . Na widok czerwonego światła rozpoczął hamowanie. Od momentu rozpoczęcia hamowania do chwili, w której się motocyklista zatrzymał, minęło 10 s. Oblicz przyspieszenie motocyklisty podczas hamowania. Sporządź wykres zależności prędkości od czasu. Oblicz drogę przebytą przez motocyklistę.

(suma dróg przebytych ruchem jednostajnym i jednostajnie opóźnionym)
Dane:
Na wykresie sporządzonym w celu zilustrowania ruchu motocyklisty, droga przebyta ruchem opóźnionym jest równa polu trójkąta, którego podstawa , a wysokość: . Z tego wynika, że pole, czyli droga, ma wartość 100 m.

Jeżeli popatrzysz dokładnie na wykres, to zauważysz, że wysokość trójkąta to tak naprawdę zmiana prędkości . Przekształcając wzór na pole trójkąta, otrzymasz: a zatem taką samą zależność drogi od czasu jak dla ruchu jednostajnie przyspieszonego oraz dla ruchu opóźnionego (w którym końcowa prędkość jest równa zero), będziemy się posługiwać w gimnazjum.

Narysuj wykres zależności prędkości od czasu dla następującej sytuacji: Rowerzysta ruszył z miejsca i poruszał się z przyspieszeniem 4 m/sIndeks górny 2 ² w czasie 5 s. Następnie zwiększył przyspieszenie do 6 m/sIndeks górny 2 ² i poruszał się takim ruchem przez 3 s. W ostatnim etapie osiągnął zamierzoną prędkość i poruszał się z nią przez 10 s.

Narysuj wykres zależności prędkości od czasu dla ruchu pojazdu poruszającego się po linii prostej z przyspieszeniem, którego zmiany w czasie przedstawia poniższy wykres. Przyjmij, że przed rozpoczęciem ruchu samochód stał w miejscu.

Strzelec wyborowy oddał strzał do tarczy oddalonej o 800 m. Pocisk poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym i trafił w tarczę po upływie 1 sekundy. Oblicz przyspieszenie, jakie uzyskał pocisk w lufie karabinu o długości 620 mm.

Na wykresie przedstawiono zależność prędkości od czasu. Jakim ruchem poruszało się ciało?

Zastanówmy się teraz, czym różni się ruch w przedziałach czasu AB, BC i CD.

W pierwszym przedziale prędkość rośnie wraz z czasem. Oznacza to, że ten ruch jest ruchem jednostajnie przyspieszonym. Jeśli do wzoru podstawimy współrzędne punktu B, obliczymy przyspieszenie. Uzyskamy wtedy wynik ok. .

Kolejny przedział (BC) wykazuje brak zmian prędkości. Oznacza to, że ciało poruszało się ruchem jednostajnym, a przyspieszenie ciała w tym przedziale wynosiło 0 m/sIndeks górny 2 ².
Ostatni przedział CD, podobnie jak AB, jest ruchem przyspieszonym. Przyspieszenie w tym ruchu wynosi:

gdzie: - prędkość w punkcie D; - prędkość w punkcie C; - czas odpowiadający punktowi D; - czas odpowiadający punktowi C.
Po wstawieniu do wzoru otrzymujemy rozwiązanie: a = 0,08 m/sIndeks górny 2 ².

# data[].attributes.attachment_link.title
Ruchy jednostajny prostoliniowy i jednostajnie przyspieszony prostoliniowy w zadaniach

# data[].attributes.attachment_link.description
Rzeczywisty ruch ciał w naszym otoczeniu jest ruchem zmiennym, w którym prędkość może zmieniać się w dowolny sposób. Czasem ruch zmienny przechodzi w ruch jednostajny prostoliniowy. Czy istnieje sposób opisu ruchu ciała poruszającego się w tak skomplikowany sposób?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Fizyka jest użyteczna. Nie wierzysz? To spróbuj bez lewarka wymienić przebitą oponę w samochodzie, bez pompki napompować dętkę rowerową albo zatrzymać samochód nogą, a nie hamulcem! Dasz radę? Jeśli tak, to nie musisz już dalej czytać.

obliczyć wartość ciśnienia, które jest równe ilorazowi wywieranej siły na jednostkę powierzchni;

wykazać, że podstawową jednostką ciśnienia w układzie SI jest paskal (Pa);

podać definicję ciśnienia hydrostatycznego;

obliczyć ciśnienie hydrostatyczne, które zależy od wysokości słupa cieczy i jej gęstości;

podać definicję ciśnienia atmosferycznego wywieranego przez gazową powłokę Ziemi;

podać, od czego zależy ciśnienie atmosferyczne, i wyjaśnić, w jaki sposób zmienia się ono wraz z wysokością;

wykazać, że ciśnienie atmosferyczne nie jest stałe i często się zmienia;

podać definicję ciśnienia normalnego;

wymienić przyrządy, które służą do pomiaru ciśnienia atmosferycznego;

wymienić przyrządy, które służą do pomiaru ciśnienia wywieranego przez gazy.

że ciśnienie zewnętrzne wywierane na gazy i ciecze przekazywane jest w całej ich objętości i jednakowo we wszystkich kierunkach;

podać treść prawa Pascala;

przeprowadzać proste doświadczenia potwierdzające słuszność prawa Pascala;

wymieniać i opisywać urządzenia, w których prawo Pascala znalazło swoje zastosowanie.

Mimo, że ciecze i gazy wykazują wiele podobieństw, to jednak rządzą się różnymi prawami. Cząsteczki gazów znajdują się w bezustannym i chaotycznym ruchu, zderzają się wzajemnie oraz ze ściankami naczynia, w którym się znajdują. Podlegają regułom .

Problem badawczy

Czy ciśnienie wywołane siłą zewnętrzną jest takie samo w całej objętości cieczy?

Hipoteza

Jeżeli na ciecz lub gaz będziemy wywierać parcie z zewnątrz, to wytworzy ono w cieczy lub gazie dodatkowe ciśnienie jednakowe w całej objętości tej cieczy lub gazu.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Za pomocą szpilki wykonaj otwory w piłeczce - równomiernie na całej jej powierzchni.

2. Nabierz wodę do strzykawki.

3. Przebij powierzchnię piłeczki igłą i wsuń ją dość głęboko.

4. Napełnij piłeczkę wodą ze strzykawki. Jeśli wody w strzykawce nie wystarczy, odłącz ją od igły, nabierz do niej ponownie wodę, połącz z igłą i napełniaj piłeczkę, aż ta będzie pełna.

5. Gdy piłeczka i strzykawka zostaną wypełnione wodą, naciśnij tłok strzykawki.

6. Obserwuj strumienie wody tryskające z otworów na powierzchni piłeczki.

Podsumowanie

Siła z jaką naciskamy na tłok strzykawki, wytwarza takie samo ciśnienie w całej objętości cieczy. Widzimy, że z każdego otworu połeczki (położonego na dole, z boku, u góry) woda tryska tak samo. Pokazuje to, że we wszystkie strony działa takie samo parcie, wywołane naciskaniem tłoka.

Demonstracja

Jeżeli na ciecz lub gaz będziemy wywierać parcie z zewnątrz, to wytworzy ono w cieczy lub gazie dodatkowe ciśnienie jednakowe w całej objętości tej cieczy lub tego gazu.

W cieczach oddziaływania między cząsteczkami są znacznie silniejsze niż w gazach, ale słabsze niż w ciałach stałych. O położeniu molekuły decyduje jej otoczenie. Każda zmiana rozmieszczenia sąsiadujących cząsteczek może spowodować przejście molekuły do nowej lokalizacji. Ten mechanizm pozwala cząsteczkom przemieszczać się w całej objętości cieczy, jest jednak różny od tego obserwowanego w gazach.

Fakt, że cząsteczki zarówno w gazach, jak i cieczach mogą poruszać się we wszystkich kierunkach, był podstawą prawa Pascala, sformułowanego doświadczalnie w XVII w.

Opisana przez prawo Pascala właściwość cieczy i gazów wynika z faktu, iż w tych ciałach oddziaływania międzycząsteczkowe mogą być przenoszone jednakowo we wszystkich kierunkach. Ciśnienie wytworzone w zbiorniku będzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu.

Prawo Pascala znalazło szerokie zastosowanie w konstrukcji , , i hydraulicznych .

Zasada działania podnośnika hydraulicznego opiera się na prawie Pascala.
Jego zadaniem jest zwielokrotnienie zewnętrznej siły nacisku i wykorzystanie jej do wykonania pracy.

Zasada działania hamulców hydraulicznych w samochodach osobowych

Wykonanie prostego modelu układu hydraulicznego

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Napełnij pierwszą strzykawkę wodą.

2. Na drugą strzykawkę nałóż wężyk i nabierz do niego wody.

3. Nałóż wolny koniec wężyka na pierwszą strzykawkę i naciśnij jej tłok.

4. Uważaj, by w układzie nie było pęcherzyków powietrza. Małe pęcherzyki nie przeszkodzą, natomiast duże utrudnią działanie naszego modelu. Czy wiesz dlaczego?

Podsumowanie

Nacisk na tłok spowodował, że ciśnienie wody w strzykawce wzrosło. Zgodnie z prawem Pascala ciśnienie w wężyku spowodowało nacisk na tłok drugiej strzykawki i w rezultacie go wysunęło..

Teoria funkcjonowania prasy hydraulicznej powstała w 1651 r., ale w praktyce wykorzystano ją dopiero w 1820 r.! Posłużyła ona do wyciskania ołowianych rur, które wykorzystano w instalacjach wodnych.

Wartość siły , uzyskanej za pomocą prasy. jest tyle razy większa od siły , działającej z zewnątrz na tłok, ile razy powierzchnia większego tłoka jest większa od powierzchni mniejszego tłoka.

Obecnie prasa hydrauliczna przyczynia się do rozwoju rynku samochodowego. Pozwala ona na szybką i sprawną produkcję części karoserii samochodowej, którą tłoczy się z fragmentów płaskiej blachy.

Współczesne samochody mają układ hydrauliczny obsługujący przednie i tylne hamulce.

Jeżeli na ciecz lub gaz będziemy wywierać parcie z zewnątrz, to wytworzy ono w cieczy lub gazie dodatkowe ciśnienie jednakowe w całej objętości tej cieczy lub tego gazu. Mówimy, że ciśnienie zewnętrzne wywierane na ciecz rozchodzi się we wszystkich kierunkach jednakowo. Prawo to sformułował Blaise Pascal i od jego nazwiska nosi nazwę .

Prawo Pascala znalazło szerokie zastosowanie m.in. w konstrukcji pras, podnośników, pomp i hydraulicznych układów hamulcowych.

Fizyczna zasada działania prasy hydraulicznej wykorzystuje prawo Pascala. Zadaniem prasy jest zwielokrotnienie zewnętrznej siły nacisku i wykorzystanie jej do wykonania pracy. Prasa hydrauliczna jest w praktyce najważniejszym elementem każdego siłownika.

Wartość siły uzyskanej za pomocą prasy jest tyle razy większa od siły działającej z zewnątrz na tłok, ile razy powierzchnia większego tłoka jest większa od powierzchni mniejszego tłoka.

Sprężanie gazu polega na zwiększeniu jego ciśnienia. Można to zrobić na dwa sposoby. Pierwszy polega na zmniejszeniu objętości zbiornika, w którym znajduje się gaz. Drugą metodą sprężania gazu jest zwiększenie ilości cząsteczek przy zachowaniu stałej objętości gazu. W obu przypadkach cząsteczki częściej uderzają w ścianki zbiornika i w ten sposób zwiększają ciśnienie.

polega na zwiększeniu jego ciśnienia. Jeżeli nie wzrośnie przy tym temperatura gazu, to można sprężyć go na dwa sposoby.

Pierwszy polega na zmniejszeniu objętości zbiornika, w którym znajduje się gaz. Wtedy wzrastają częstotliwość uderzeń cząsteczek w ścianki zbiornika. Wzrasta również średnia siła działająca na te ścianki, co prowadzi do wzrostu ciśnienia. Można to zaobserwować na przykładzie niezbyt mocno napompowanego balonika. Jego powierzchnia daje się łatwo ugniatać. Gdy jednak ściśniemy część balonika, to pozostała część będzie miała mniejszą objętość, ale powierzchnia będzie twardsza.

Drugą metodą jest zwiększenie ilości cząsteczek przy zachowaniu stałej objętości zajmowanej przez gaz.

Sprężanie gazu w stałej objętości przez zwiększanie ilości cząstek

Wraz ze zwiększaniem się ilości cząsteczek gazu zderzają się one częściej ze ściankami naczynia i wywierają na nie większe ciśnienie. Im bardziej sprężamy gaz, tym większe jest jego ciśnienie.

# data[].attributes.attachment_link.description
Fizyka jest użyteczna. Nie wierzysz? To spróbuj bez lewarka wymienić przebitą oponę w samochodzie, bez pompki napompować dętkę rowerową albo zatrzymać samochód nogą, a nie hamulcem! Dasz radę? Jeśli tak, to nie musisz już dalej czytać.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wiesz z życia codziennego, że woda potrafi parować z czajnika lub skraplać się w postaci rosy. Gdy zamieni się w lód można po nim jeździć na łyżwach. Czy zastanawiałeś się, dlaczego jest to możliwe?

podawać przykłady świadczące o cząsteczkowej budowie materii;

wymieniać podstawowe założenia kinetyczno‑cząsteczkowej teorii budowy materii;

wyjaśniać, na czym polega zjawisko dyfuzji, oraz podawać jego przykłady w przyrodzie i życiu codziennym;

zademonstrować zjawisko dyfuzji w cieczach i gazach;

opisywać zjawisko dyfuzji w ciałach stałych;

wyjaśniać, na czym polegają ruchy Browna.

Jednym z ważniejszych osiągnięć ludzkości było odkrycie atomu. Potwierdziło ono przypuszczenie (wysnute już w starożytności), że materia składa się z małych niepodzielnych cząsteczek (ziaren). Jednym z pierwszych uczonych, który głosił taką teorię, był Demokryt z Abdery (V-IV w. p.n.e.). Uważał on, że wszystkie ciała składają się z niepodzielnych cząstek, które są wieczne i poruszają się w próżni. Współcześnie fakt ten określany jest mianem ziarnistej budowy materii. Według naszej obecnej wiedzy materia składa się z cząsteczek znajdujących się w nieustannym ruchu. Są one albo są pojedynczymi atomami, albo składają się z kilku atomów. Teoria atomistyczna była jednak odrzucana przez większość uczonych aż do XVIII w.

Współczesne pojmowanie budowy materii zawdzięczamy Johnowi Daltonowi .

atom jest najmniejszą porcją materii;

jest tyle rodzajów atomów, ile istnieje pierwiastków;

atomy tego samego pierwiastka są identyczne;

atomy tych samych lub różnych pierwiastków mogą się ze sobą łączyć i tworzyć cząsteczki pierwiastków lub związków chemicznych;

substancje są stworzone z cząsteczek i atomów.

John Dalton w wieku 12 lat postanowił założyć własną szkołę. Wraz z braćmi uczył w niej angielskiego, francuskiego, greki oraz łaciny, a także pisania i arytmetyki. Odkrył, że nie rozróżnia kolorów, gdy podarował swojej mamie parę jaskrawoczerwonych jedwabnych pończoch. Mama ucieszyła się z tego prezentu, jednak stwierdziła, że nigdy nie będzie mogła ich założyć, ponieważ są zbyt jaskrawe. Dalton myślał, że kupił fioletowe pończochy, i dopiero opinia sąsiadów przekonała go, że było zupełnie inaczej.

Daltonizm to choroba polegająca na nierozróżnianiu barw. Wyróżniamy daltonizm częściowy, gdy prawidłowo funkcjonują wszystkie czopki w oku, oraz „ślepotę barw", gdy czopki czerwone lub zielone w ogóle nie działają.

Teoria Daltona zakładała m.in., że:

Cząsteczki, z których zbudowana jest materia, znajdują się w nieustannym chaotycznym ruchu, a ich prędkości związane są z temperaturą ciała. Im większa wartość prędkości cząsteczek, tym wyższa jest temperatura ciała. Kiedy obniżamy jego temperaturę, spowalniamy jednocześnie ruch jego cząsteczek.

W 1827 roku Robert Brown, szkocki botanik, obserwował pyłki roślin zawieszone w wodzie. Uczony zauważył, że pyłki poruszają się chaotycznie.

Bardzo go to zaciekawiło, ale przypuszczał, że źródłem tych ruchów są lokalne prądy przepływu cieczy lub powolne parowanie wody. Po wielokrotnym powtórzeniu tego eksperymentu Robert Brown odrzucił jednak swoje pierwotne hipotezy.

Aby opisać i wyjaśnić zjawisko zaobserwowane przez Browna, Smoluchowski i Einstein powołali się na teorię cząsteczkowej budowy materii. Według tych naukowców ruch pyłków roślin był spowodowany ruchem cząsteczek wody, w której znajdowały się pyłki . Oczywiście, pyłki są małe, ale cząsteczki wody są jeszcze mniejsze - nie jesteśmy w stanie ich zaobserwować za pomocą mikroskopu optycznego. Nie zauważamy więc momentu, gdy cząsteczki wody uderzają w poszczególne pyłki ze wszystkich stron.

Ponieważ uderzenia te są przypadkowe, pyłki są popychane i poruszają się chaotycznie w różne strony. Naukowcy tym samym potwierdzili kinetyczno‑cząsteczkową teorię budowy materii.

Ruchy Browna są potwierdzeniem kinetyczno‑cząsteczkowej budowy materii.

Problem badawczy

Czy zjawisko dyfuzji zależy od temperatury cieczy?

Hipoteza

Im wyższa jest temperatura cieczy, tym szybciej przebiega zjawisko dyfuzji.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Wrzuć torebkę herbaty do wody.

2. Dokonuj obserwacji raz na kilka godzin.

3. Pamiętaj, że proces zachodzi bardzo wolno i oczekiwany efekt osiągniesz po około 24 godzinach. Możesz przycisnąć torebkę z herbatą do dna szklanki, np. za pomocą łyżeczki.

Podsumowanie

Na początku możesz zaobserwować, że przy dnie szklanki pojawia się brązowy kolor - to właśnie herbata, która z czasem będzie zajmować coraz większą objętość. Proces ten jest zdecydowanie wolniejszy niż tradycyjne parzenie, czyli zalanie herbaty wrzątkiem. Jesteś więc w stanie uzyskać herbatę, ale zajmie to zdecydowanie więcej czasu i prawdopodobnie uzyskany napój nie będzie już tak smaczny. Jak powszechnie wiadomo, czarna herbata ekspresowa powinna być zaparzana wodą o temperaturze wyższej niż 90 stopni Celsjusza.

Powtórz doświadczenie, tym razem z wodą o wyższej temperaturze (woda powinna być wyraźnie ciepła). Wody nie możesz jednak podgrzewać, ponieważ wtedy nie doszłoby do samoistnego mieszania się wody i herbaty (powstałyby tzw. prądy konwekcyjne - zagadnie to poznasz w dalszej części tej lekcji). Jak szybko udało ci się osiągnąć efekt zbliżony do tego z poprzedniego eksperymentu?

Innym zjawiskiem potwierdzającym nieustanny ruch cząsteczek jest dyfuzja. Dlaczego zapach kwiatów roznosi się w całym pomieszczeniu, mimo że kwiaty znajdują się tylko w jednym miejscu pokoju? Gdy gotujemy obiad, dlaczego po pewnym czasie zapach potraw z kuchni dociera do innych pomieszczeń?

Jak sądzisz: czy jesteśmy w stanie otrzymać herbatę po włożeniu torebki herbaty do szklanki z zimną wodą?
Przeprowadź ten eksperyment w domu.

Jeśli przeanalizujesz wyniki doświadczenia, to zauważysz, że dyfuzja postępuje tym szybciej, im wyższa jest temperatura ciała. Cząsteczki osiągają wówczas większe prędkości i łatwiej rozprzestrzeniają się w naczyniu, w którym znajduje się ciecz.

W cieczach dyfuzja zachodzi znacznie wolniej niż w gazach.
Dyfuzja zachodzi nie tylko w gazach i cieczach, lecz także w ciałach stałych. Prostym, lecz czasochłonnym przykładem jest eksperyment ze sztabką złota i ołowiu. Gdy położymy na sobie te dwie wypolerowane sztabki, to po pewnym czasie złączą się one ze sobą. Część atomów złota przemieści się do sztabki ołowiu, a część atomów ołowiu przeniknie do sztabki złota. Wzrost temperatury pozwala znacznie skrócić oczekiwanie na wynik tego eksperymentu.

Zjawisko dyfuzji wykorzystywane jest powszechnie w otrzymywaniu półprzewodników o odpowiednich właściwościach. W tym celu do sieci krystalicznej germanu lub krzemu wprowadza się domieszki atomów boru, arsenu lub fosforu. Ściśle zaprogramowana ilość domieszek pozwala na budowę elementów takich jak układy scalone (zawierające miliardy części półprzewodnikowych), które są obecnie stosowane w każdym urządzeniu elektronicznym - telefonie, komputerze, telewizorze, tablecie.

Kolejnym doświadczeniem potwierdzającym cząsteczkową budowę materii jest zjawisko obserwowane podczas mieszania ze sobą różnych ciał fizycznych. Polega ono na zmniejszaniu się objętości sumy składników po ich wymieszaniu.

Na nagraniu wideo znajdują się dwie szklanki oraz jeden słoik. Stoją w jednym rzędzie, na jasnym stole. Tło białe. Obok szklanek leży czarny pisak. Skuwka zdjęta, nałożona na korpus. W jednej szklance znajdują się ziarenka grochu. Ziarenka koloru pomarańczowo-żółtego. W drugiej szklance znajduje się biała kasza. W następnej scenie demonstrator przesypuje część zawartości szklanek do słoika. Najpierw groch, później kasza manna. Widoczne są jedynie ręce oraz tułów demonstratora. Demonstrator ubrany w białą koszulę. Rękawy długie. Demonstrator przesypuje groch i mannę do słoika. Następnie zakręca słoik czerwoną nakrętką. Markerem oznacza poziom znajdujących się w słoiku ziaren. Ziarna wypełniają słoik do około trzech czwartych jego wysokości. W kolejnej scenie demonstrator potrząsa słoikiem. Groch i manna mieszają się ze sobą. Po kilku sekundach, demonstrator odkłada słoik na stół. Widać, że poziom wymieszanych ziaren się obniżył o około 1 centymetr. W następnej scenie, na stole znajduje się dzbanek z woda. Dzbanek jest przezroczysty. Wypełniony do połowy wodą. Obok stoi butelka z niebieską nakrętką. Na nakrętce widnieje napis „DENATURAT". Ciecz w butelce sięga jej szyjki. Przy butelce leży marker. Po prawej stronie stoi kosz z dziewięcioma probówkami. Demonstrator wlewa do jednej probówki wodę. Woda wypełnia probówkę do połowy. Po chwili dolewa do niej ciecz z butelki. Ciecz ma barwę ciemnozieloną. Probówka jest wypełniona do około trzech czwartych jej wysokości. Woda zajmuje dolną część probówki, zielona ciecz górną. Demonstrator markerem oznacza poziom cieczy. Następnie, kciukiem zakrywając wlot probówki, energicznie nią potrząsa. Ciecze mieszają się ze sobą. Powstała ciecz ma kolor zielony, mniej intensywny niż ciecz z butelki. Demonstrator unosi probówkę. Widać, że poziom wymieszanych cieczy jest niższy o około 2 milimetry od zaznaczonego wcześniej poziomu cieczy. W ostatniej scenie demonstrator odkłada probówkę do koszyka.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na nagraniu wideo znajdują się dwie szklanki oraz jeden słoik. Stoją w jednym rzędzie, na jasnym stole. Tło białe. Obok szklanek leży czarny pisak. Skuwka zdjęta, nałożona na korpus. W jednej szklance znajdują się ziarenka grochu. Ziarenka koloru pomarańczowo-żółtego. W drugiej szklance znajduje się biała kasza. W następnej scenie demonstrator przesypuje część zawartości szklanek do słoika. Najpierw groch, później kasza manna. Widoczne są jedynie ręce oraz tułów demonstratora. Demonstrator ubrany w białą koszulę. Rękawy długie. Demonstrator przesypuje groch i mannę do słoika. Następnie zakręca słoik czerwoną nakrętką. Markerem oznacza poziom znajdujących się w słoiku ziaren. Ziarna wypełniają słoik do około trzech czwartych jego wysokości. W kolejnej scenie demonstrator potrząsa słoikiem. Groch i manna mieszają się ze sobą. Po kilku sekundach, demonstrator odkłada słoik na stół. Widać, że poziom wymieszanych ziaren się obniżył o około 1 centymetr. W następnej scenie, na stole znajduje się dzbanek z woda. Dzbanek jest przezroczysty. Wypełniony do połowy wodą. Obok stoi butelka z niebieską nakrętką. Na nakrętce widnieje napis „DENATURAT". Ciecz w butelce sięga jej szyjki. Przy butelce leży marker. Po prawej stronie stoi kosz z dziewięcioma probówkami. Demonstrator wlewa do jednej probówki wodę. Woda wypełnia probówkę do połowy. Po chwili dolewa do niej ciecz z butelki. Ciecz ma barwę ciemnozieloną. Probówka jest wypełniona do około trzech czwartych jej wysokości. Woda zajmuje dolną część probówki, zielona ciecz górną. Demonstrator markerem oznacza poziom cieczy. Następnie, kciukiem zakrywając wlot probówki, energicznie nią potrząsa. Ciecze mieszają się ze sobą. Powstała ciecz ma kolor zielony, mniej intensywny niż ciecz z butelki. Demonstrator unosi probówkę. Widać, że poziom wymieszanych cieczy jest niższy o około 2 milimetry od zaznaczonego wcześniej poziomu cieczy. W ostatniej scenie demonstrator odkłada probówkę do koszyka.

Pierwsza część filmu przedstawia tzw. doświadczenie modelowe - duże i małe ziarna są modelami małych i dużych cząsteczek. Po wymieszaniu obu rodzajów ziaren objętość całości jest mniejsza niż suma objętości tych ziaren przed wymieszaniem. Takie samo zjawisko możemy zaobserwować po połączeniu dwóch cieczy. Mniejsze cząsteczki wody zajęły wolną przestrzeń między większymi cząsteczkami alkoholu. Wykonanie podobnego doświadczenia z wodą i olejem pokazuje, że opisywane zjawisko nie zawsze zachodzi. Ważne są bowiem nie tylko rozmiary cząsteczek poszczególnych składników, lecz także rodzaj ich wzajemnych oddziaływań.

Wniosek: Podczas mieszania się różnych cieczy objętość mieszaniny jest mniejsza od sumy objętości poszczególnych składników. Wynika to z tego, że cząsteczki różnych cieczy różnią się od siebie m.in. budową i wielkością.

Cząsteczki nieustannie oddziałują między sobą. Oddziaływania te mają charakter złożony. Niektóre właściwości fizyczne ciał, takie jak np. stany skupienia, są bezpośrednim następstwem oddziaływań.

Na filmie przedstawiono dwa takie same koła na jasnoszarym tle. Koła niebieskie. Położone obok siebie. Na kołach narysowano strzałki. Dwie strzałki na każdym kole. Ułożone równolegle do podłoża. Jedna zwrócona w lewą stronę, druga w prawą. Końce strzałek na środku kół. Groty strzałek stykają się z krawędzią koła. Strzałki mają dwa kolory: zielony i różowy. Na lewym kole strzałka zielona zwrócona jest w lewą stronę, strzałka różowa w prawą. Na prawym kole strzałka zielona zwrócona jest w prawą stronę, strzałka różowa w lewą. Pod spodem na ciemnoszarym tle znajduje się opis strzałek. Opisy w jednej kolumnie, jeden pod drugim. Strzałki zielone - oznaczają siły odpychania. Strzałki różowe - oznaczają siły przyciągania. Strzałki pomarańczowe - oznaczają siły wypadkowe. W pierwszej scenie strzałki różowe i zielone na kołach mają te same długości. Na dole pojawia się napis: „próbka swobodna, brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W drugiej scenie koła sią od siebie odsuwają. Strzałki zielone nie zmieniają długości, strzałki różowe stają się dłuższe, groty sięgają poza koła. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są ku sobie. Na lewym kole w prawą stronę, na prawym kole w lewą stronę. Na dole pojawia się napis: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej oddalają się od siebie. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Groty pomarańczowych prawie stykają się z krawędzią koła. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła zbliżają się do siebie. Strzałki różowe i pomarańczowe staję się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce kurczyć się, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie położenie kulek wraca do położenia początkowego. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie koła zbliżają się do siebie. Długość strzałek różowych nie zmienia się. Strzałki zielone wydłużają się, groty sięgają za krawędzie kół. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są na zewnątrz. Na lewym kole w lewą stronę, na prawym kole w prawą stronę. Pojawia się napis: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie. Koła prawie stykają się ze sobą. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W następnej scenie koła powoli się od siebie odsuwają. Strzałki pomarańczowe i zielone stają się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do położenia początkowego.. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie znikają wszystkie strzałki. Zamiast nich, pomiędzy koła pojawia się sprężyna. Sprężyna łączy koła. Na dole widnieje napis: „łatwo zapamiętać kierunek się wyobrażając sobie, że cząsteczki/atomy połączone są sprężyną". Po chwili koła się oddalają. Wewnątrz kół pojawiają się pomarańczowe strzałki. Po jednej na każdym z kół. Strzałki zwrócone są ku sobie. Napis na dole mówi: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". Gdy koła bardziej się oddalają, strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła się do siebie zbliżają. W punkcie początkowym pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". Gdy koła się do siebie zbliżają, pojawiają się pomarańczowe strzałki, zwrócone do zewnątrz, przeciwnie do siebie. Napis na dole mówi: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Gdy koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie, pomarańczowe strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Na koniec koła odsuwają się od siebie, pomarańczowe strzałki stają się krótsze. Napis na dole: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do punktu wyjścia. Pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe".
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na filmie przedstawiono dwa takie same koła na jasnoszarym tle. Koła niebieskie. Położone obok siebie. Na kołach narysowano strzałki. Dwie strzałki na każdym kole. Ułożone równolegle do podłoża. Jedna zwrócona w lewą stronę, druga w prawą. Końce strzałek na środku kół. Groty strzałek stykają się z krawędzią koła. Strzałki mają dwa kolory: zielony i różowy. Na lewym kole strzałka zielona zwrócona jest w lewą stronę, strzałka różowa w prawą. Na prawym kole strzałka zielona zwrócona jest w prawą stronę, strzałka różowa w lewą. Pod spodem na ciemnoszarym tle znajduje się opis strzałek. Opisy w jednej kolumnie, jeden pod drugim. Strzałki zielone - oznaczają siły odpychania. Strzałki różowe - oznaczają siły przyciągania. Strzałki pomarańczowe - oznaczają siły wypadkowe. W pierwszej scenie strzałki różowe i zielone na kołach mają te same długości. Na dole pojawia się napis: „próbka swobodna, brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W drugiej scenie koła sią od siebie odsuwają. Strzałki zielone nie zmieniają długości, strzałki różowe stają się dłuższe, groty sięgają poza koła. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są ku sobie. Na lewym kole w prawą stronę, na prawym kole w lewą stronę. Na dole pojawia się napis: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej oddalają się od siebie. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Groty pomarańczowych prawie stykają się z krawędzią koła. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła zbliżają się do siebie. Strzałki różowe i pomarańczowe staję się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce kurczyć się, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie położenie kulek wraca do położenia początkowego. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie koła zbliżają się do siebie. Długość strzałek różowych nie zmienia się. Strzałki zielone wydłużają się, groty sięgają za krawędzie kół. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są na zewnątrz. Na lewym kole w lewą stronę, na prawym kole w prawą stronę. Pojawia się napis: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie. Koła prawie stykają się ze sobą. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W następnej scenie koła powoli się od siebie odsuwają. Strzałki pomarańczowe i zielone stają się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do położenia początkowego.. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie znikają wszystkie strzałki. Zamiast nich, pomiędzy koła pojawia się sprężyna. Sprężyna łączy koła. Na dole widnieje napis: „łatwo zapamiętać kierunek się wyobrażając sobie, że cząsteczki/atomy połączone są sprężyną". Po chwili koła się oddalają. Wewnątrz kół pojawiają się pomarańczowe strzałki. Po jednej na każdym z kół. Strzałki zwrócone są ku sobie. Napis na dole mówi: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". Gdy koła bardziej się oddalają, strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła się do siebie zbliżają. W punkcie początkowym pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". Gdy koła się do siebie zbliżają, pojawiają się pomarańczowe strzałki, zwrócone do zewnątrz, przeciwnie do siebie. Napis na dole mówi: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Gdy koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie, pomarańczowe strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Na koniec koła odsuwają się od siebie, pomarańczowe strzałki stają się krótsze. Napis na dole: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do punktu wyjścia. Pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe".

Gdy cząsteczki znajdują się zbyt blisko siebie, tzn. w odległościach zbliżonych do ich średnicy lub mniejszych, przeważa bardzo silne oddziaływanie odpychające. W odległościach większych od średnicy cząsteczek zaczyna dominować oddziaływanie przyciągające. W ciałach stałych, które wykazują silne oddziaływania międzycząsteczkowe o charakterze przyciągającym opisane zjawiska powodują, że cząsteczki znajdują się bardzo blisko siebie i mogą jedynie drgać wokół swoich położeń równowagi.

W ciałach stałych ruch cząsteczek jest najmniej swobodny, tzn. drgają one tylko wokół swoich położeń równowagi, a oddziaływania międzycząsteczkowe są najsilniejsze.

Jednym z ważniejszych osiągnięć ludzkości było odkrycie atomu.

Według naszej obecnej wiedzy materia składa się z atomów lub cząsteczek znajdujących się w nieustannym ruchu.

Współczesne rozumienie budowy materii zawdzięczamy Johnowi Daltonowi.

Teoria Daltona zakłada m.in., że:

atom jest najmniejszą porcją materii;

jest tyle rodzajów atomów, ile istnieje pierwiastków;

atomy tego samego pierwiastka są identyczne;

atomy tych samych lub różnych pierwiastków mogą się ze sobą łączyć. Tworzą one wtedy cząsteczki - pierwiastków lub związków chemicznych;

substancje składają się z cząsteczek i atomów.

Cząsteczki, z których jest zbudowana materia, znajdują się w nieustannym chaotycznym ruchu, a ich prędkości związane są z temperaturą danego ciała fizycznego. Im większa wartość prędkości cząsteczek, tym wyższa jest temperatura ciała. Jeśli ochładzamy dane ciało, czyli obniżamy jego temperaturę, zmniejszamy jednocześnie prędkość jego cząsteczek.

Dowody na kinetyczno‑cząsteczkową teorię budowy materii to:

Dyfuzja to samorzutne mieszanie się różnych substancji, spowodowane bezładnym ruchem cząsteczek.

Zjawisko dyfuzji zachodzi w gazach, cieczach i ciałach stałych.

Cząsteczki nieustannie oddziałują między sobą. Oddziaływania międzycząsteczkowe zachodzą między cząsteczkami lub atomami cieczy, gazu i ciał stałych. Jeśli odległości między cząsteczkami są zbliżone do ich średnicy lub mniejsze, oddziaływanie ma charakter odpychający, a jeśli te odległości są większe, dominuje oddziaływanie przyciągające.

W ciałach stałych ruch cząsteczek jest najmniej swobodny, tzn. drgają one wokół pewnych położeń równowagi, a oddziaływania międzycząsteczkowe są najsilniejsze.

W cieczach cząsteczki poruszają się swobodniej i szybciej niż w ciałach stałych.

W gazach oddziaływania między cząsteczkami są najsłabsze. Cząsteczki gazu mają duże prędkości i swobodę ruchu.

Podaj dziesięć przykładów zachodzenia zjawiska dyfuzji, które zaobserwowałeś w twoim otoczeniu.

Uważnie prześledź załączony film demonstrujący przebieg dwóch doświadczeń. Twoim zadaniem jest ich opis. W zeszycie sformułuj problem badawczy i hipotezę. Określ, co będzie potrzebne do wykonania eksperymentów, opisz kroki, które musisz wykonać, aby można je było właściwie przeprowadzić. Wyciągnij wnioski i napisz podsumowanie.

R1bAWDVkZjWQG 1

Szklanka z wodą, herbata fix, łyżeczka, dwa przezroczyste naczynia (szklanki, słoiki), 20 cm przezroczystego, elastycznego wężyka, sok z kartonika o intensywnej barwie. Demonstrator nalewa wody do szklanki prawie do pełna. Wsadza do szklanki palec pokazując, że woda jest zimna. Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Film poklatkowy z obserwacji układu przez co najmniej 24 h, co ½ h. Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Kamera najeżdża na słoiki pokazując jednakowy poziom cieczy. Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Napełnia rurkę „pod kranem". Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Najazd kamery na wężyk pokazuje, że nie ma pęcherzyków powietrza. Kamera fotografuje zestaw np. co 30 min. przez co najmniej 24 godziny. Potem z tych klatek montuje się film poklatkowy W rogu ekranu ukazywany jest czas, który upłynął od początku doświadczenia.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Szklanka z wodą, herbata fix, łyżeczka, dwa przezroczyste naczynia (szklanki, słoiki), 20 cm przezroczystego, elastycznego wężyka, sok z kartonika o intensywnej barwie. Demonstrator nalewa wody do szklanki prawie do pełna. Wsadza do szklanki palec pokazując, że woda jest zimna. Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Film poklatkowy z obserwacji układu przez co najmniej 24 h, co ½ h. Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Kamera najeżdża na słoiki pokazując jednakowy poziom cieczy. Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Napełnia rurkę „pod kranem". Demonstrator wykonuje czynności omawiane przez lektora. Najazd kamery na wężyk pokazuje, że nie ma pęcherzyków powietrza. Kamera fotografuje zestaw np. co 30 min. przez co najmniej 24 godziny. Potem z tych klatek montuje się film poklatkowy W rogu ekranu ukazywany jest czas, który upłynął od początku doświadczenia.

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:

- XIX‑wieczna teoria atomistyczna, która stała się podstawą współczesnych poglądów na budowę materii. Dalton, podczas badań właściwości gazów, dokonał następujących spostrzeżeń:

Atom jest najmniejszą porcją materii;

Jest tyle rodzajów atomów, ile istnieje pierwiastków;

Atomy tego samego pierwiastka są identyczne;

Atomy tych samych lub różnych pierwiastków mogą łączyć się ze sobą i tworzyć cząsteczki pierwiastków lub związków chemicznych;

Substancje są stworzone z cząsteczek i atomów

Oddziaływania między cząsteczkami cieczy są słabsze i dlatego mogą się one przemieszczać względem siebie.

W gazach odległości między cząsteczkami są zdecydowanie większe od rozmiarów samych cząsteczek. W uproszczonym modelu przyjmujemy, że cząsteczki gazu działają wzajemnie na siebie tylko w momentach zderzeń.

Cząsteczki gazu mają duże prędkości i swobodę ruchu.

# data[].attributes.attachment_link.description
Wiesz z życia codziennego, że woda potrafi parować z czajnika lub skraplać się w postaci rosy. Gdy zamieni się w lód można po nim jeździć na łyżwach. Czy zastanawiałeś się, dlaczego jest to możliwe?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Rozwiązywanie problemów z fizyki jest niczym innym jak liczbowym opisem zjawisk otaczającego nas świata. Wyznaczamy konkretne wartości wielkości fizycznych mających wpływ na nasze życie - temperatury, ciśnienia, prędkości, przyspieszenia i wielu innych, których nie sposób w tym miejscu przytoczyć. Dzięki obliczeniom możemy przewidzieć, jak wysoko wzniesie się samolot lub jak głęboko zanurzy się łódź podwodna. Obliczenia i rozwiązywanie problemów są podstawą funkcjonowania cywilizacji technicznej stworzonej przez człowieka. Rozwiązujmy więc zadania...

RIndbQk8pWenk 1

W przypadku prostoliniowego ruchu jednostajnie przyspieszonego, w którym ciało nie miało prędkości początkowej, to znaczy spoczywało w chwili t = 0, posługujemy się dwoma podstawowymi wzorami. Znajomość tych wzorów jest wystarczająca do rozwiązywania problemów związanych z ruchem jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym. Przykładowo, gdy chcemy obliczyć przyspieszenie. znając przebytą drogę, np. przez rowerzystę, który poruszał się przez pewien czas t, wystarczy przekształcić wzór na drogę: Mnożymy wzór obustronnie przez 2. Następnie dzielimy obustronnie przez t2 i w rezultacie otrzymujemy: Zamieniamy równanie stronami, by otrzymać bardziej elegancką postać: I mamy gotowy wzór na wartość przyspieszenia. Możemy jeszcze dodatkowo sprawdzić, czy otrzymamy prawidłowe jednostki. W miejsce symboli wstawiamy odpowiednie jednostki miary i dostajemy m/s2.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
W przypadku prostoliniowego ruchu jednostajnie przyspieszonego, w którym ciało nie miało prędkości początkowej, to znaczy spoczywało w chwili t = 0, posługujemy się dwoma podstawowymi wzorami. Znajomość tych wzorów jest wystarczająca do rozwiązywania problemów związanych z ruchem jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym. Przykładowo, gdy chcemy obliczyć przyspieszenie. znając przebytą drogę, np. przez rowerzystę, który poruszał się przez pewien czas t, wystarczy przekształcić wzór na drogę: Mnożymy wzór obustronnie przez 2. Następnie dzielimy obustronnie przez t2 i w rezultacie otrzymujemy: Zamieniamy równanie stronami, by otrzymać bardziej elegancką postać: I mamy gotowy wzór na wartość przyspieszenia. Możemy jeszcze dodatkowo sprawdzić, czy otrzymamy prawidłowe jednostki. W miejsce symboli wstawiamy odpowiednie jednostki miary i dostajemy m/s2.

Samochód wjeżdżający na drogę szybkiego ruchu musi uzyskać prędkość 90 km/h. Przyjmując, że prędkość początkowa była równa zero, a długość pasa rozbiegowego wynosi 150 m, oblicz minimalne przyspieszenie, z jakim musi poruszać się samochód.

Pamiętaj o przeliczeniu jednostek na jednostki podstawowe układu SI.

REuiMkPHYCf0w 1

Na tablicy pojawiają się wzory oraz działania na nich, o kótych mówi lektor. Czyli: s=at^2/2 pomnożone obustronnie przez 2 co daje 2*s=at^2 podzielone obustronnie przez a. W rezultacie otrzymujemy 2s/a=t^2. Następnie obustronnie pierwiastkujemy to równanie co daje nam t=pierwiastek z 2s/a.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na tablicy pojawiają się wzory oraz działania na nich, o kótych mówi lektor. Czyli: s=at^2/2 pomnożone obustronnie przez 2 co daje 2*s=at^2 podzielone obustronnie przez a. W rezultacie otrzymujemy 2s/a=t^2. Następnie obustronnie pierwiastkujemy to równanie co daje nam t=pierwiastek z 2s/a.

Oblicz czas potrzebny do tego, aby samochód mający podczas ruchu stałe przyspieszenie 3 m/sIndeks górny 2 ² przebył drogę 1,5 km.

RRBWBe2Ho0ViK 1

Zdarzają się przypadki, gdy chcemy obliczyć prędkość końcową ciała lub nie znamy przyspieszenia, a znamy właśnie prędkość końcową. Wówczas możemy podstawić wzór na przyspieszenie do wzoru na drogę. Tym sposobem bez problemu jesteśmy w stanie obliczyć: drogę, znając tylko wartość prędkości końcowej i czas trwania ruchu; wartość prędkości końcowej, znając przebytą drogę oraz czas trwania ruchu; czas trwania ruchu, znając drogę i prędkość końcową.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Zdarzają się przypadki, gdy chcemy obliczyć prędkość końcową ciała lub nie znamy przyspieszenia, a znamy właśnie prędkość końcową. Wówczas możemy podstawić wzór na przyspieszenie do wzoru na drogę. Tym sposobem bez problemu jesteśmy w stanie obliczyć: drogę, znając tylko wartość prędkości końcowej i czas trwania ruchu; wartość prędkości końcowej, znając przebytą drogę oraz czas trwania ruchu; czas trwania ruchu, znając drogę i prędkość końcową.

Oblicz, jaką prędkość w ciągu 10 s osiągnie pojazd poruszający się ruchem jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym po przebyciu drogi równej 200 m?

Wskazówka: oblicz najpierw przyspieszenie pojazdu (znasz czas i drogę).

Samochód ruszył ze skrzyżowania i ruchem jednostajnie przyspieszonym przebył drogę 1000 m w czasie 100 s. Oblicz przyspieszenie pojazdu i wyraź jego prędkość końcową w km h .
Sporządź wykresy zależności prędkości od czasu v(t), przyspieszenia od czasu a(t) i drogi od czasu s(t) dla tego ruchu.

Jeden z uczniów ułożył następujące zadanie: pociąg wyruszył ze stacji i przejechał 80 km ze stałym przyspieszeniem wynoszącym 1 m s 2 . Na podstawie tych informacji oblicz czas podróży i wartość prędkości końcowej. Przeanalizuj wyniki i treść zadania, a potem napisz, dlaczego zadanie z takimi założeniami nie ma odzwierciedlenia w rzeczywistości.

Kierowca Formuły 1 zauważył zakręt i rozpoczął hamowanie przy szybkości 288 km h . Przed wejściem w zakręt, po przebyciu odległości s = 120 m, licznik prędkościomierza bolidu wskazywał 144 km h . Zakładając, że ruch bolidu był ruchem jednostajnie opóźnionym, oblicz:

1. przyspieszenie bolidu;

2. czas, w którym bolid zmniejszył swoją prędkość.

*Na podstawie wykresu zależności przyspieszenia od czasu nazwij rodzaje ruchów, którymi poruszało się ciało, oraz oblicz odpowiadające im prędkości początkowe i końcowe.

R15bdSHjHRPJ2 1

obliczać przyspieszenie, prędkość i drogę w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym;

tworzyć wykresy zależności: przyspieszenia od czasu a(t), prędkości od czasu v(t) i drogi od czasu s(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym.

Znając przebytą drogę przez ciało i przyspieszenie, z jakim się poruszało, jesteśmy w stanie obliczyć czas trwania ruchu. Zobacz, jak można to zrobić.

Czasami w przypadku obliczeń znamy jedynie prędkość końcową ciała i czas trwania ruchu. Jak wobec tego obliczyć drogę? Sprawdźmy to wspólnie.

# data[].attributes.attachment_link.description
Rozwiązywanie problemów z fizyki jest niczym innym jak liczbowym opisem zjawisk otaczającego nas świata. Wyznaczamy konkretne wartości wielkości fizycznych mających wpływ na nasze życie - temperatury, ciśnienia, prędkości, przyspieszenia i wielu innych, których nie sposób w tym miejscu przytoczyć. Dzięki obliczeniom możemy przewidzieć, jak wysoko wzniesie się samolot lub jak głęboko zanurzy się łódź podwodna.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Jeśli oglądałeś w telewizji erupcję wulkanu, być może zafascynował cię wygląd ciekłej skały. Dlaczego zmieniła się ona w bazalt, gdy wystygła? A czy mogłaby wyparować? Jeśli chcesz poznać odpowiedzi na te pytania, czytaj dalej.

opisywać budowę materii - substancji złożonej z atomów i cząsteczek;

opisywać budowę cząsteczki składającej się z atomów połączonych ze sobą w ściśle określonych stosunkach ilościowych;

opisywać oddziaływanie cząsteczek: przy zbliżaniu się odpychają, przy oddalaniu - przyciągają.

wymieniać przykłady substancji występujących w trzech stanach skupienia;

opisywać różnice między ciałem stałym, cieczą i gazem (na podstawie kinetyczno‑cząsteczkowej budowy materii);

charakteryzować procesy przejścia między poszczególnymi stanami (fazami) skupienia.

Gaz, ciecz i ciało stałe to trzy stany skupienia materii. Na zdjęciach widać kostkę lodu, wodę w szklance i kropelki mgły będące wynikiem skroplenia się pary wodnej.

Mogłoby się wydawać, że parę wodną można zobaczyć. Tak jednak nie jest - to bezbarwny gaz. Tym, co zwykle określamy mianem pary wodnej i widzimy nad czajnikiem w postaci małej chmurki, są kropelki wody - takie same jak te tworzące chmury. Na zdjęciach znajduje się jeszcze jeden stan skupienia wody - lód, czyli woda w postaci ciała stałego.

Nasuwa się wniosek, że ta sama substancja (tutaj: woda) może występować w trzech różnych fazach (stanach skupienia):

Formy te różnią się tylko sposobem ułożenia cząsteczek i siłą oddziaływań między nimi.

Jaki wpływ na kształt i objętość ciała wywiera stan jego skupienia?

Kostka lodu (ciało stałe) zarówno w szklance, jak i poza nią ma taką samą objętość i taki sam kształt. Ciecze zachowują się inaczej. Gdyby nasza kostka lodu się stopiła, to niewątpliwie przybrałaby kształt naczynia, w którym została umieszczona. Jednak objętość powstałej wody byłaby taka sama - niezależnie od kształtu naczynia, w którym by się znalazła.

Próba przemiany wody w parę wodną spowodowałaby, że para wypełniłaby nie tylko szklankę, lecz także całe pomieszczenie.

W otaczającym nas świecie często dochodzi do zmian stanów skupienia ciał. Przykładowo: gdy wrzucamy kostkę lodu do napoju, jest ona ciałem stałym, jednak szybko może się zmienić w ciecz. Innym przykładem jest żelazo, które najczęściej widzimy w postaci ciała stałego, ale gdy podgrzejemy ten metal w piecu hutniczym do temperatury ok. 1540°C, to zamieni się w ciecz. Rtęć, stosowana w termometrach laboratoryjnych, w temperaturze pokojowej jest cieczą, jednak po ochłodzeniu do temperatury poniżej -39°C staje się ciałem stałym. Przyjrzyj się, w jaki sposób można zmieniać stany skupienia ciał i jak nazywają się procesy, które do tych zmian prowadzą.

Film prezentujący procesu topnienia ciała stałego na przykładzie stopu Wooda. Widoczna jest probówka, w której znajduje się stop Wooda. Próbówkę za pomocą szczypiec laboratoryjnych trzyma laborant. Umieszcza próbówkę nad palnikiem i podgrzewa ją. Następuje proces topnienia stopu. Równocześnie pojawia się napis informujący o temperaturze topnienia stopu Wooda.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film prezentujący procesu topnienia ciała stałego na przykładzie stopu Wooda. Widoczna jest probówka, w której znajduje się stop Wooda. Próbówkę za pomocą szczypiec laboratoryjnych trzyma laborant. Umieszcza próbówkę nad palnikiem i podgrzewa ją. Następuje proces topnienia stopu. Równocześnie pojawia się napis informujący o temperaturze topnienia stopu Wooda.

Kiedy ogrzewamy ciało stałe, powodujemy wzrost amplitudy drgań cząsteczek wokół ich położeń równowagi. Gdy w wysokiej temperaturze cząsteczki znajdują się wystarczająco daleko od siebie, ciało stałe zmienia się w ciecz. Mówimy wówczas, że zaszło zjawisko topnienia. Użyty w filmie stop Wooda składa sie z kadmu, ołowiu, cyny i bizmutu.

Poniższa aplikacja przedstawia zachowanie się cząsteczek wody w stanie stałym, podczas topnienia i w stanie ciekłym.

Topnienie

Podczas ochładzania cieczy, czyli zmniejszania energii cząsteczek, z których jest ona zbudowana, w pewnej temperaturze ciecz zmieni swój stan skupienia na stały. Zjawisko to nazywamy krzepnięciem. Temperatura krzepnięcia danej substancji jest taka sama jak jej temperatura topnienia.

Każde ciało ma charakterystyczną temperaturę krzepnięcia (topnienia). Przykładowo: ołów krzepnie w temperaturze 327°C, woda - 0°C , a wolfram, którego używamy w żarówkach - ok. 3400°C.

Film przedstawiający topnienie i krzepnięcie szczawianu potasu w przyspieszonym tempie, wraz z pokazaną temperaturą, w której proces zachodzi.

Niektóre ciała, np. wosk, szkło lub tworzywa sztuczne, nie mają określonej temperatury topnienia. Gdy ciała te są ogrzewane, robią się coraz bardziej miękkie, plastyczne i płynne.

Mięknięcie jest podobne do topnienia, ale w odróżnieniu od niego odbywa się w pewnym (rosnącym) zakresie temperatur (topnienie ma zawsze określoną temperaturę). Temperatura, w której ten proces jest inicjowany, nazywa się temperaturą mięknięcia.

Kałuże, które powstają podczas deszczu, w końcu zawsze wysychają. Podobnie jest z wilgotnym praniem. Jaka jest tego przyczyna? Odpowiada za to proces, który zachodzi w każdej temperaturze - parowanie. Pranie wysycha szybciej, gdy powietrze ma wyższą temperaturę. Podobnie kałuże znikają szybciej, gdy jest cieplej. Dlaczego? Podczas podgrzewania cieczy cząsteczki zaczynają przemieszczać się coraz szybciej. W rezultacie niektóre z nich poruszają się wystarczajaco szybko, by oderwać się od powierzchni cieczy i przejść w stan lotny.

Parowanie wody

Pozostaje jednak do wyjaśnienia wiele wątpliwości. Dlaczego niektóre ciecze w tej samej temperaturze parują szybciej niż inne? Szybciej wyparuje głęboka kałuża, czy rozległa, o dużej powierzchni? Pranie wyschnie szybciej w dzień wietrzny, czy bezwietrzny?

Im większa powierzchnia cieczy, tym więcej cząsteczek jednocześnie może się z niej uwolnić. Ruch powietrza nad powierzchnią (np. wiatr) znacznie przyspiesza proces parowania. Dzieje sie tak, ponieważ w pobliżu powierzchni cieczy gromadzi sie dużo cząsteczek pary. Powiew wiatru usuwa te cząsteczki i wtedy powierzchnię cieczy mogą opuszczać kolejne cząsteczki.

Powszechnie znanym zjawiskiem jest wrzenie wody, podczas którego niezliczona ilość bąbelków pojawia się w całej jej objętości. W taki bardzo charakterystyczny sposób proces wrzenia przebiega we wszystkich cieczach.

Każda ciecz ma określoną temperaturę wrzenia. Temperatura ta w dużej mierze zależy od warunków zewnętrznych.

Problem badawczy

Jaka jest temperatura wrzenia wody w temperaturze pokojowej i przy normalnym ciśnieniu powietrza?

Hipoteza

Wrzenie wody zachodzi w stałej temperaturze wynoszącej 100Indeks górny o o C.

Co będzie potrzebne

zlewka lub inne naczynie (może być metalowy garnuszek);

palnik gazowy albo kuchenka (ewentualnie grzałka elektryczna);

podkładka, np. ceramiczna, pod zlewkę (nie można jej ogrzewać bezpośrednio płomieniem palnika);

statyw do termometru;

stojak do zlewki.

Instrukcja

1. Napełnij zlewkę wodą do ¾ objętości.

2. Ustaw zlewkę na stojaku nad palnikiem gazowym i podłóż pod nią podkładkę (lub użyj grzałki albo kuchenki).

3. Na statywie ustaw termometr, tak by jego końcówka zanurzyła się w wodzie (końcówka termometru nie może dotykać dna ani ścianek naczynia).

4. Obserwuj zmianę wskazań termometru aż woda się zagotuje.

Jaką temperaturę miała woda podczas wrzenia? Czy ta temperatura się zmieniała?

Podsumowanie

Woda wrze w stałej temperaturze wynoszącej ok. 100°C.

Skąd na chłodnym lustrze lub zimnej szybie biorą się kropelki wody? Gdy para wodna natrafi na chłodny przedmiot, obniża swoją temperaturę i przechodzi ze stanu gazowego w ciekły (w języku fizyki mówimy, że para wodna się skropliła). Kropelki skroplonej pary zaczynają się łączyć ze sobą i w efekcie możemy zaobserwować pojawiające się krople wody.

Skraplanie pary wodnej możemy zaobserwować, gdy para wodna wydostaje się z czajnika - w pewnej odległości od dzióbka czajnika pojawia się mgiełka. To właśnie skroplona para wodna, która się ochłodziła, ponieważ trafiła na powietrze o niższej temperaturze. W ten sam sposób powstają chmury. Zjawisko to można też zaobserwować w chłodniach kominowych w elektrowniach.

Dlaczego zimą, mimo że temperatura powietrza jest bardzo niska, z czasem maleje ilość śniegu? Nie widać przecież, żeby się roztopił, tym bardziej że termometr za oknem wskazuje temperaturę poniżej 0°C.

Czasem wyczuwamy zapach naftaliny. Niektórzy z was wiedzą, że taki zapach rozchodzi sie od kulek włożonych do szaf, które chronią ubrania przed molami. Jak działa taka kulka? Czujemy jej zapach - można by pomyśleć, że wyparowała, ale parowanie to przejście ze stanu ciekłego w gazowy, a kulka pozostaje przecież w stanie stałym. Zarówno ubywanie śniegu, jak i rozchodzenie się zapachu od kulek naftaliny to proces nazywany sublimacją.

Chłodnym rankiem, o różnych porach roku, gdy temperatura otoczenia przy gruncie spada poniżej 0°C, możemy zaobserwować zjawisko powstawania szronu na trawie, liściach czy nawet siatkach ogrodzeń. Szron powstaje w wyniku gwałtownego oziębienia się wilgotnego powietrza. Mechanizm powstawania tego zjawiska możesz obejrzeć na poniższym filmie.

Demonstrator bierze nabój gazowy i szpikulec w drugą rękę. Przebija membranę lutu zamykającą szyjkę naboju. Dziura musi być dość duża. Szybko wyjmuje ostrze szpikulca i demonstruje do kamery trzymany w ręku nabój, z którego gwałtownie wydobywa się gaz. Szyjka naboju gwałtownie się ochładza na skutek adiabatycznego rozprężania gazu, na szyjce pojawia się biały szron z pary wodnej zawartej w powietrzu.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Demonstrator bierze nabój gazowy i szpikulec w drugą rękę. Przebija membranę lutu zamykającą szyjkę naboju. Dziura musi być dość duża. Szybko wyjmuje ostrze szpikulca i demonstruje do kamery trzymany w ręku nabój, z którego gwałtownie wydobywa się gaz. Szyjka naboju gwałtownie się ochładza na skutek adiabatycznego rozprężania gazu, na szyjce pojawia się biały szron z pary wodnej zawartej w powietrzu.

Za powstawanie szronu odpowiada zjawisko resublimacji - para wodna zamienia się bezpośrednio w kryształki lodu - ciało stałe.

Zastanów się i odpowiedz na pytanie: dlaczego w zamrażalniku twojej lodówki powstaje szron?

Ciała występują w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.

Ciała stałe mają określone: kształt i objętość.

Ciecze przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, ale zachowują swoją objętość.

Gazy - podobnie jak ciecze - przybierają kształt naczynia, w którym zostały umieszczone, ale w przeciwieństwie do cieczy wypełniają całą jego objętość.

Na co dzień obserwujemy wiele zjawisk związanych ze zmianami stanów skupienia. Podsumujmy je za pomocą schematu.

Zjawisko topnienia polega na zmianie stanu skupienia ciała ze stanu stałego w stan ciekły. Zachodzi w stałej temperaturze, nazywanej temperaturą topnienia.

Krzepnięcie to zmiana stanu skupienia ciała z ciekłego na stały. Proces ten może przebiegać w odwrotną stronę (topnienie).

Niektóre ciała przechodzą ze stanu stałego do stanu ciekłego bez ustalonej temperatury przemiany. W pewnym przedziale temperatur ciało stopniowo mięknie i przechodzi w ciecz. Taki proces nazywamy mięknięciem.

Parowanie zmiana stanu skupienia polegająca na przejściu ciała ze stanu ciekłego w parę (stan gazowy). Zachodzi na powierzchni cieczy.

Wrzenie to przemiana cieczy w gaz. Przypomina parowanie, ale w przeciwieństwie do niego nie odbywa się jedynie na powierzchni cieczy, ale jednocześnie w całej jej objętości.

Skraplanie to zjawisko polegające na przejściu pary lub gazu w stan ciekły.

Sublimacja to zjawisko bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy, z pominięciem stanu ciekłego.

Resublimacja to zjawisko bezpośredniego przejścia ze stanu gazowego w stan stały, z pominięciem stanu ciekłego.

Plazma - czwarty stan skupienia materii, w którym nośniki dodatnich i ujemnych ładunków tworzą gaz.

Podczas gorącej kąpieli na łazienkowym lustrze pojawiają się małe kropelki wody. Wyjaśnij pisemnie, jak nazywa się to zjawisko i dlaczego ono zachodzi..

Wymienione substancje (wszystkie znajdują się w temperaturze pokojowej, a ciśnienie jest normalne) przyporządkuj do odpowiednich kolumn: dwutlenek węgla, mgła, koks, rtęć, guma, tlen, hel, nafta, kurz, wodór, scukrzony miód.

Opisaliśmy większość przejść spotykanych na co dzień, zachodzących między różnymi stanami skupienia materii (zwanych też często przemianami fazowymi). Do którego z poznanych stanów skupienia materii można zaliczyć piorun albo płomień świecy?

Obserwacje otaczającego świata pokazały, że istnieje jeszcze czwarty stan skupienia materii, nazywany plazmą. Plazma to nic innego jak właśnie płomień świecy lub to, z czego zbudowane jest wnętrze gwiazdy.
Plazmę możesz zobaczyć także w lampkach nazywanych potocznie kulami plazmowymi.

# data[].attributes.attachment_link.description
Jeśli oglądałeś w telewizji erupcję wulkanu, być może zafascynował cię wygląd ciekłej skały. Dlaczego zmieniła się ona w bazalt, gdy wystygła? A czy mogłaby wyparować? Jeśli chcesz poznać odpowiedzi na te pytania, czytaj dalej.

# data[].attributes.headline
Ciśnienie. Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne - lekcja

# data[].attributes.subject
Ciśnienie. Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Panie wybierające się na plażę nigdy nie zakładają szpilek. Dlaczego? Gdy nurkujesz głęboko w basenie, odczuwasz silny nacisk na błonę bębenkową w uszach. Dlaczego? Spróbujmy znaleźć odpowiedzi na te pytania.

użyć pojęcia siły jako miary oddziaływania między ciałami;

podać, jakie są zależności między cieżarem ciała a jego masą;

podać znaczenie gęstości jako masy zawartej w jednostce objętości;

wymienić trzy stany skupienia materii;

wymienić różnice w budowie cząsteczkowej cieczy, ciał stałych i gazów.

wyjaśniać pojęcie ciśnienia;

posługiwać się jednostkami ciśnienia;

opisać rolę, jaką ciśnienie odgrywa w życiu codziennym i w przyrodzie;

wymieniać nazwy przyrządów do pomiaru ciśnienia;

wskazywać przykłady zjawisk związanych z ciśnieniem hydrostatycznym i aerostatycznym;

wyjaśniać, dlaczego poziom cieczy jednorodnej w naczyniach połączonych jest jednakowy;

wskazywać przykłady naczyń połączonych.

Każdy turysta, który wędrował zimą po głębokim, grząskim śniegu, wie, ile wysiłku kosztuje wykonanie choćby jednego kroku w takich warunkach. Doświadczony wędrowiec jest jednak do takich warunków odpowiednio przygotowany. Jego standardowym wyposażeniem są narty albo rakiety śnieżne.

Dlaczego zapadasz się w śniegu, kiedy mamy na nogach zwykłe buty, a gdy założymy narty, to ten problem znika? Czym różnią się oba przypadki? Główna różnica to wielkość powierzchni, na którą działa ciężar naszego ciała. Powierzchnia nart jest około 6 razy większa niż powierzchnia podeszew naszych butów. Podobny efekt zaobserwujemy, gdy latem panie mające na nogach szpilki idą po rozgrzanym asfaltowym chodniku. Po obcasach zostają w asfalcie bardzo głębokie ślady.

Ten sam efekt obserwujemy, kiedy chodzimy po śniegu - im większa jest powierzchnia naszego obuwia (rozszerzona do powierzchni nart lub rakiet śnieżnych), tym płycej się w nim zapadamy.
Powierzchnia szpilek, obcasu w ulubionym obuwiu wielu pań, jest bardzo mała, dlatego ciśnienie wywierane przez te wysokie obcasy o małej powierzchni powoduje, że wgniatają się one głęboko nawet w asfalt nieco rozmiękły na słońcu, a co dopiero mówić o zagłębianiu się w śniegu.

Siłę, która nie jest przyłożona punktowo, lecz działa na pewną powierzchnię, nazywamy siłą nacisku lub .
Wielkość fizyczną, która informuje nas o tym, jak duża siła nacisku działa na jednostkę powierzchni, nazywamy .
Ciśnienie oznaczamy małą literą p.
W celu obliczenia ciśnienia należy siłę nacisku F (parcie) podzielić przez pole powierzchni S, na które ta siła działa.

Pinezka jest bardzo ostro zakończona, dlatego pole powierzchni jej ostrza jest bardzo małe - wynosi ok. 0,1 mmIndeks górny 2 ². Oblicz ciśnienie wywierane przez ostrze pinezki na powierzchnię tablicy korkowej gdy pinezka wbijana będzie z siłą 55 N.

Podczas wybuchu mieszanki paliwowej w silniku spalinowym średnie ciśnienie w cylindrze wzrasta do 10 i wywołuje parcie gazu na tłok równe 750 N. Oblicz powierzchnię tłoka. Wynik podaj w cmIndeks górny 2 ².

Wielokrotności jednostek wielkości fizycznych i ich przedrostki.

1 paskal to ciśnienie wywołane przez siłę o wartości 1 niutona działającą na powierzchnię 1 mIndeks górny 2 ². Nie jest to duża wielkość - w przybliżeniu odpowiada ona ciśnieniu, jakie wywiera 100 g wody równomiernie rozprowadzonej na powierzchni 1 mIndeks górny 2 ². W praktyce korzystamy z wielokrotności tej jednostki. Jedną z nich, dobrze znaną z prognoz pogody, jest hektopaskal.

1 hPa = 100 Pa.

W 1960 roku znany badacz głębin morskich Jacques Piccard i sierżant amerykańskiej marynarki wojennej Don Walsh osiągnęli na pokładzie batyskafu Trieste dno Rowu Mariańskiego - najgłębiej położonego miejsca na kuli ziemskiej, znajdującego się ok. 11 km poniżej poziomu morza.

Na głębokości niemal 11 000 m ciężar wywierany przez masy wody na powierzchnię batyskafu powoduje niezwykle wysoką wartość ciśnienia - 1000 razy większą niż ciśnienie atmosferyczne. Zwykły okręt podwodny w takich warunkach zostałby całkowicie zgnieciony.

Spróbuj ustalić, jakie wielkości fizyczne wpływają na ciśnienie hydrostatyczne.

Gdy batyskaf Piccarda opuszczał się na dno Rowu Mariańskiego, musiał stawić czoła niezwykłemu wyzwaniu, ponieważ każdemu metrowi przebytemu w głąb oceanu towarzyszył wzrost ciśnienia hydrostatycznego, wynoszący 10000 Pa!

Ryby te żyją na głębokościach większych niż 5000 m, a działa na nie ciśnienie przekraczające 500 000 hPa.

Jak pamiętasz z początku lekcji:

ciśnienie = siła nacisku (parcie) / pole powierzchni, czyli

Oblicz wartość ciśnienia panującego na dnie Rowu Mariańskiego, w punkcie znajdującycm się w pobliżu Hawajów, mającego głębokość 11 035 m. Gęstość wody morskiej wynosi 1030 .

Ciśnienie wywierane na dno zbiornika z pewną cieczą wynosi p. Oblicz, jak i ile razy zmieni się (wzrośnie lub zmaleje) ciśnienie na dnie zbiornika, jeżeli będzie on trzy razy głębszy i nalejemy tam innej cieczy, której gęstość będzie dwa razy większa.

- ciśnienie występujące w atmosferze ziemskiej i przez nią wywierane. Jest ono związane z ciężarem powietrza znajdującego się nad poziomem, na którym ciśnienie to jest mierzone, i zależy od wielu czynników, takich jak np.: szerokość geograficzna, wysokość nad poziomem morza, temperatura powietrza. W wyniku ruchów powietrza, spowodowanych różnicami temperatury i wilgotności, ciśnienie atmosferyczne ulega ciągłym zmianom, które w dużym stopniu wiążą się ze stanem pogody. Im bliżej powierzchni Ziemi, tym wyższe jest ciśnienie atmosferyczne, i odwrotnie - na szczytach górskich ciśnienie jest niższe niż w dolinach.

W przewidywaniu pogody ważna jest znajomość rozkładu ciśnienia atmosferycznego.
Wyż baryczny, antycyklon (z gr. anti - przeciw; kyklos - krąg, obrót) - w meteorologii jeden z układów barycznych; obszar wysokiego ciśnienia atmosferycznego, w którym najwyższe ciśnienie panuje w centrum układu, a prądy powietrza skierowane są na zewnątrz - ku obszarom o niższym ciśnieniu. Ruch wirowy mas powietrza w antycyklonie odbywa się na półkuli północnej zgodnie z ruchami wskazówek zegara.
Niż baryczny, cyklon - jeden z układów barycznych; system niżowy, w którym występują zazwyczaj układy frontalne. Jest zjawiskiem pogodowym, a nie po prostu obszarem niskiego ciśnienia.

Powyżej 3000 m nad poziomem morza mogą pojawić się pierwsze kłopoty z oddychaniem. Na takiej wysokości gęstość atmosfery jest na tyle mała, że ilość tlenu zawarta w rozrzedzonym powietrzu może stać się niewystarczająca do swobodnego oddychania. Do wysokości około 6 km skupiona jest prawie połowa całkowitej masy atmosfery ziemskiej.

Z tego wynika, że:

oraz że

Jeśli pamiętasz definicję ciśnienia i to, że siła nacisku F jest równa ciężarowi Q, z łatwością wywnioskujesz, że ciśnienie hydrostatyczne zależy zarówno od wysokości słupa cieczy, jak i od jej gęstości. Będziesz je obliczać za pomocą wzoru

gdzie:

Ciśnienie atmosferyczne działające na powierzchnię naszych ciał nie jest wcale małe, jednak dzięki ewolucji wszystkie organizmy na Ziemi, w tym człowiek, dostosowały się do życia w takich warunkach.

Im bliżej powierzchni Ziemi, tym wyższe jest ciśnienie atmosferyczne, i odwrotnie - na szczytach górskich jest ono niższe niż w dolinach. Wraz ze wzrostem wysokości o jeden metr, licząc od poziomu morza, ciśnienie atmosferyczne maleje o ok. 0,13 hPa.

Obszary niżowe charakteryzują się ruchem powietrza od dołu do góry. Na miejsce powietrza, które powędrowało do góry, napływa strumień powietrza z obszarów wyżowych.
Pionowe ruchy powietrza powodują powstawanie chmur i opadów atmosferycznych, natomiast jego ruchy poziome nazywamy.
Francuski fizyk Jean de Bard stwierdził, że istnieje zależność między różnicą ciśnień powietrza a prędkością wiatrów.

Jednym z pierwszych przyrządów, który posłużył do pomiaru ciśnienia atmosferycznego, był barometr rtęciowy skonstruowany przez Evangelistę Torricellego i jego ucznia Vincenza Vivianiego.

Dopóki w Polsce nie został wprowadzony , ciśnienie podawano w atmosferach (oznaczanych jako „atm") lub w milimetrach słupa rtęci (mm Hg). Obecnie jednostką ciśnienia jest paskal (Pa).
Jaka jest zależność miedzy tymi jednostkami ciśnienia?

1 atm = 760 mm Hg = 1013,25 hPa = 101 325 Pa

Pomiar ciśnienia dokonany przez Torricellego wzbudził ogromne zainteresowanie w całej ówczesnej Europie.

Barometr rtęciowy został udoskonalony przez angielskiego fizyka Roberta Hooke'a (1635-1703). Do barometru Torricellego i Vivianiego Hooke dodał podziałkę, która pozwalała na odczytywanie poziomu słupa rtęci. W tej postaci barometr przetrwał do dziś.

Barometry mechaniczne, aneroidy, są dzisiaj najczęściej stosowanymi miernikami ciśnienia atmosferycznego.

Wszystkie manometry mają zakres pomiarowy, który informuje o maksymalnym ciśnieniu, jakie można bezpiecznie zmierzyć za pomocą tego przyrządu. Możemy nim dokonywać pomiaru z pewną dokładnością. Przyjmujemy, że jest ona równa najmniejszej działce na skali.

Naczynia połączone stanowią układ kilku naczyń, zwykle o różnych kształtach, połączonych w taki sposób, aby ciecz mogła między nimi swobodnie przepływać.

Poziom cieczy w ramionach naczyń połączonych jest zawsze taki sam. Taka sama jest również wartość ciśnienia mierzona na tej samej głębokości w każdym z ramion. Wynika to ze znanej ci już zależności (lub w zależności od tego, jak oznaczymy gęstość cieczy).

Gdzie wykorzystujemy zasadę działania naczyń połączonych?

Jak działa taka wieża?

Ciśnienie to wielkość fizyczna, która informuje nas o tym, jak duża siła nacisku, nazywana inaczej parciem, działa na jednostkę powierzchni.

Ciśnienie oznaczamy małą literą p.

Aby obliczyć ciśnienie, należy siłę nacisku F (parcie), działającą prostopadle do powierzchni, podzielić przez pole powierzchni S, na które ta siła działa.

Ciśnienie jest równe ilorazowi siły nacisku (parcia) i pola powierzchni.

1 paskal to ciśnienie wywierane przez siłę o wartości 1 niutona działającą na powierzchnię 1 mIndeks górny 2 ². Często używaną jednostką ciśnienia jest hektopaskal.

Ciśnienie spowodowane ciężarem cieczy znajdującej się w spoczynku to ciśnienie hydrostatyczne. Dział fizyki, który zajmuje się badaniem właściwości takich cieczy nazywa się hydrostatyką. Ciśnienie hydrostatyczne zależy zarówno od wysokości słupa cieczy, jak i od jej gęstości. Ciśnienie hydrostatyczne obliczamy ze wzoru:

Ciśnienie atmosferyczne jest ciśnieniem wywieranym przez atmosferę na ciała znajdujące się w jej obszarze lub na powierzchni Ziemi. Ciśnienie atmosferyczne - podobnie jak ciśnienie hydrostatyczne - związane jest z ciężarem powietrza znajdującego się powyżej poziomu, na którym dokonujemy pomiaru ciśnienia. Im bliżej powierzchni Ziemi, tym wyższe jest ciśnienie atmosferyczne, i odwrotnie - na szczytach górskich jest ono niższe niż w dolinach. Wraz ze wzrostem wysokości o jeden metr, licząc od poziomu morza, ciśnienie atmosferyczne maleje o ok. 0,13 hPa. Ciśnienie atmosferyczne się zmienia. Jego wartość na poziomie morza wynosi w przybliżeniu 1013,25 hPa. Nazywamy je ciśnieniem normalnym.

Jednym z pierwszych przyrządów, który służył do pomiaru ciśnienia atmosferycznego, był barometr rtęciowy.

Ciśnienie wywierane przez słup rtęci o wysokości 760 mm ma wartość jednej atmosfery.

1 atm = 760 mmHg = 1013,25 hPa = 101 325 Pa.

Obecnie do pomiarów ciśnienia atmosferycznego stosujemy barometry mechaniczne, czyli aneroidy.

Ciśnienie gazów i cieczy mierzymy za pomocą manometrów.

Naczynia połączone stanowią układ kilku naczyń, zwykle o różnych kształtach, połączonych, w taki sposób, aby ciecz mogła między nimi swobodnie przepływać. Zasada działania naczyń połączonych znalazła zastosowanie w systemach wodociągowych i śluzach wodnych.

Przykładem naczyń połączonych występujących w przyrodzie są studnie artezyjskie, mające charakterystyczny kształt litery „U".

Oblicz głębokość, na jakiej znajduje się batyskaf, jeśli na jego właz o powierzchni 0,25 mIndeks górny 2 ² woda naciska z siłą 1,5 MN. Gęstość wody morskiej wynosi 1030 kg m 3 . Przyjmij, że przyspieszenie ziemskie jest równe 10 m s 2 . Wynik podaj w metrach.

Na podstawie poniższego wykresu zależności ciśnienia hydrostatycznego od głębokości wpisz w zeszycie odpowiednie liczby, tak żeby zdania były prawdziwe.

RcIKW42Wg3FoZ 1

Na aplikacji przedstawiono wykres zależności ciśnienia d głębokości. Tło białe. Oś odciętych (poziomą) opisano „h [m]„. Na osi zaznaczono wartości od 0 (początek układu współrzędnych) do 220. Co 20, czyli: 0, 20, 40 i tak dalej. Oś rzędnych (pionową) opisano „p [kPa]". Na osi zaznaczono wartości od 0 (początek układu współrzędnych) do 2200. Co 200, czyli: 0, 200, 400 i tak dalej. Na wykresie wyświetlana jest czerwona linia, biegnąca pod kątem 45 stopni do osi odciętych. Początek w układzie współrzędnych.

Ciśnienie hydrostatyczne na głębokości 200 m wynosi ......... kPa.
Ciśnienie hydrostatyczne wynoszące 850 kPa panuje na głębokości ......... m

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:

Blaise Pascal

Wybitny matematyk, fizyk i filozof. Twórca wielu teorii matematycznych, konstruktor pascaliny - pierwszej maszyny liczącej, która potrafiła sumować. Prowadził badania dotyczące ciśnienia. Od nazwiska tego uczonego pochodzi nazwa jednostki ciśnienia w układzie SI - paskal (Pa).

- jednostka miary ciśnienia w układzie SI. Jej nazwa pochodzi od nazwiska francuskiego naukowca Blaise'a Pascala. Jeden paskal odpowiada sile nacisku 1N działającej prostopadle na powierzchnię 1 mIndeks górny 2 ².

- stałe przyspieszenie, z jakim opadają swobodnie wszystkie ciała przy powierzchni Ziemi. Przyjmuje się, że g=9,81 m s 2 =9,81 N kg . Dla uproszczenia często przyjmuje się, że g=10 m s 2 =10 N kg .

Torricelli Evangelista

Wynalazca barometru rtęciowego, przyjaciel i sekretarz Galileusza. Od nazwiska Torricellego pochodzi dawna nazwa jednostki ciśnienia - tor (1 Tr = 1 mmHg).

Woda wpompowywana jest na szczyt wieży. Ponieważ układ dąży do wyrównania ciśnienia cieczy po obu stronach rury, tak jak dzieje się to w ramionach naczyń połączonych, woda dochodzi do wszystkich pięter budynku, znajdujących się poniżej zbiornika.

Zasadę działania naczyń połączonych wykorzystujemy także w transporcie wodnym. Na rzece lub kanale żeglugowym dość często pojawiają się różnice poziomu wody, które niwelowane są przez system śluz.
Gdy jednostka pływająca chce przepłynąć do obszaru, który znajduje się poniżej (lub powyżej) poziomu zbiornika, w którym aktualnie się ona znajduje, wykorzystuje się wtedy śluzę.

Film przedstawia zasadę działania śluzy. Tło białe. Śluza beżowa. Śluza składa się z trzech części. Części oddzielone są od siebie żółtymi wrotami. Część pierwsza połączona jest z częścią drugą za pomocą rury, która znajduje się pod ich dnami. Część środkowa połączona jest z częścią trzecią w taki sam sposób. W pierwszej części, po lewej stronie, poziom wody jest niski. Na powierzchni unosi się mała, biała łódka. W części środkowej i trzeciej poziom wody jest wysoki Wrota pomiędzy częścią środkową a trzecią są otwarte. W kolejnej scenie wrota pomiędzy częścią środkową a trzecią zostają zamknięte. Otwierają się wloty rury łączącej część pierwszą z drugą. Poziom wody w części środkowej osiąga taką samą wysokość, jak poziom wody z części pierwszej. Otwierają się również wrota. Łódka swobodnie przepływa do części drugiej. Następnie wrota zostają zamknięte. Otwierają się wloty rury łączącej część środkową z częścią trzecią. Poziom wody w części środkowej podnosi się. Po chwili jest taki sam jak w części trzeciej. Wtedy wrota pomiędzy częścią środkową a trzecią zostają otwarte. Łódka przepływa do części trzeciej. Po chwili zawraca i z powrotem wpływa do części środkowej. Wrota i wloty rur zostają zamknięte. Otwierają się natomiast wloty rur łączące część środkową z częścią pierwszą. Poziom wody opada. Wrota do części pierwszej się otwierają. Łódka przepływa do części pierwszej.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film przedstawia zasadę działania śluzy. Tło białe. Śluza beżowa. Śluza składa się z trzech części. Części oddzielone są od siebie żółtymi wrotami. Część pierwsza połączona jest z częścią drugą za pomocą rury, która znajduje się pod ich dnami. Część środkowa połączona jest z częścią trzecią w taki sam sposób. W pierwszej części, po lewej stronie, poziom wody jest niski. Na powierzchni unosi się mała, biała łódka. W części środkowej i trzeciej poziom wody jest wysoki Wrota pomiędzy częścią środkową a trzecią są otwarte. W kolejnej scenie wrota pomiędzy częścią środkową a trzecią zostają zamknięte. Otwierają się wloty rury łączącej część pierwszą z drugą. Poziom wody w części środkowej osiąga taką samą wysokość, jak poziom wody z części pierwszej. Otwierają się również wrota. Łódka swobodnie przepływa do części drugiej. Następnie wrota zostają zamknięte. Otwierają się wloty rury łączącej część środkową z częścią trzecią. Poziom wody w części środkowej podnosi się. Po chwili jest taki sam jak w części trzeciej. Wtedy wrota pomiędzy częścią środkową a trzecią zostają otwarte. Łódka przepływa do części trzeciej. Po chwili zawraca i z powrotem wpływa do części środkowej. Wrota i wloty rur zostają zamknięte. Otwierają się natomiast wloty rur łączące część środkową z częścią pierwszą. Poziom wody opada. Wrota do części pierwszej się otwierają. Łódka przepływa do części pierwszej.

Jak działa taka śluza? Dzięki prawu naczyń połączonych jesteśmy w stanie wyrównać poziom wody między zbiornikiem a odcinkiem między wrotami śluzy. Gdy ten poziom zostanie wyrównany, możemy otworzyć pierwsze wrota i wpłynąć do obszaru wyrównawczego, po czym musimy je zamknąć. W obszarze wyrównawczym - ponownie dzięki zasadzie działania naczyń połączonych - poziom wody zostaje obniżony do poziomu, jaki panuje po drugiej stronie śluzy. Możemy teraz bezpiecznie otworzyć drugie wrota i odpłynąć.

Przykładem naczyń połączonych występujących w przyrodzie są , mające charakterystyczny kształt litery „U". Na czym polega ich działanie?

Aplikacja przedstawia zasadę działania studni artezyjskiej. Tu również wykorzystywana jest zasada naczyń połączonych. Tło jasnoniebieski. Za pomocą kursora muszy, po prawej stronie można zmieniać poziom wody, która znajduje się w gruncie. Gdy podwyższamy poziom wody, nad gruntem pojawiają się chmury, z których pada deszcz. Gdy poziom wody przekroczy poziom gruntu, w miejscu, gdzie wykopano studnię, ze studni zaczyna tryskać woda.

Studnie artezyjskie powstają, gdy warstwa wodonośna, tzn. warstwa gleby, która łatwo nasiąka wodą, znajduje się między dwiema warstwami nieprzepuszczalnymi o kształcie litery „U". Wykopanie studni powoduje, że woda samoczynnie dąży do wyrównania poziomów cieczy.

# data[].attributes.attachment_link.description
Panie wybierające się na plażę nigdy nie zakładają szpilek. Dlaczego? Gdy nurkujesz głęboko w basenie, odczuwasz silny nacisk na błonę bębenkową w uszach. Dlaczego? Spróbujmy znaleźć odpowiedzi na te pytania.

# data[].attributes.headline
Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem. Elektromagnesy i ich zastosowanie - lekcja

# data[].attributes.subject
Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem. Elektromagnesy i ich zastosowanie - lekcja

# data[].attributes.headline
Prąd elektryczny i jego natężenie - lekcja

# data[].attributes.subject
Prąd elektryczny i jego natężenie - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Urządzenia pracujące dzięki prądowi elektrycznemu są nieodłącznym elementem naszego życia. Trudno wyobrazić sobie dzień bez czajnika elektrycznego, odkurzacza, oświetlenia, tramwaju. Bez prądu nie działają rozrusznik samochodowy ani pociągi (nawet jeśli główny napęd pociągu jest spalinowy, to i tak bez prądu nie da się go uruchomić). Radio, telewizja, telefony... Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o zjawisku przepływu prądu elektrycznego, czytaj dalej.

opisać atom jako obiekt zbudowany z jądra atomowego, wokół którego poruszają się elektrony;

wymienić nośniki ładunku elektrycznego - elektrony swobodne i jony;

rozróżnić przewodniki i izolatory prądu elektrycznego;

wyjaśnić, że jednostką ładunku elektrycznego jest kulomb (C).

objaśniać pojęcie natężenia prądu elektrycznego;

wykorzystywać zależność natężenia prądu elektrycznego od czasu jego przepływu i ładunku elektrycznego;

mierzyć wartość natężenia prądu elektrycznego;

korzystać z zależności między jednostką natężenia prądu elektrycznego (amperem) a jej krotnościami.

Już na lekcjach przyrody w szkole podstawowej, a niedawno podczas lekcji poświęconych elektrostatyce, dowiedzieliście się, że istnieją dwie podstawowe grupy substancji: przewodniki i izolatory. W przewodnikach znajdują się swobodne nośniki ładunku, czyli cząstki lub cząsteczki mające ładunek elektryczny różny od zera i mogące się poruszać w obrębie danego przewodnika. Te nośniki to elektrony i jony. W izolatorach zaś istnieją zarówno elektrony, jak i jony, ale nie mogą się one przemieszczać.

Swobodne nośniki ładunku - skupmy się na ciałach stałych i elektronach - nieustannie się poruszają. Zachowują się jak cząsteczki gazu (dlatego używamy pojęcia „gaz elektronowy"). Elektrony poruszają się chaotycznie - mogą się zderzać ze sobą lub z atomami tworzącymi sieć krystaliczną. Przypomina to trochę ruch żaglówek i kajaków na jeziorze. A jak taki ruch wyglądałby na rzece? Wyobraźmy sobie na tyle szeroką rzekę, że z jej środka nie widać brzegów (Amazonka ma u ujścia szerokość około 80 km). Po tej rzece w dowolny sposób pływają łódki. Nie widzisz brzegów; jedyne, co możesz zaobserwować to chaotyczny ruch łódek. Gdybyśmy spojrzeli z góry, dostrzeglibyśmy, że oprócz tego chaotycznego ruchu mamy do czynienia z przemieszczeniem się tych wszystkich łódek w stronę oceanu. Powiemy, że wszystkie one dryfują w jedną stronę. Jedne z nich poruszają się prostopadle do brzegów, inne - w stronę ujścia, a jeszcze inne - w górę rzeki. Prąd elektryczny to właśnie taki dryf elektronów - poruszają się one we wszystkich możliwych kierunkach. Powodem zmian kierunku są zderzenia z atomami lub innymi elektronami. Podczas zderzeń elektrony mogą tracić energię. Dlaczego jednak poruszają się dalej?

Na podstawie tego, co napisaliśmy wyżej,możemy sformułować definicję natężenia prądu elektrycznego.

André‑Marie Ampère żył w latach 1775-1836. Uczył fizyki i chemii, interesował się matematyką. W 1826 r. opublikował ważną pracę dotyczącą elektryczności i magnetyzmu, w której to pracy znalazło się równanie opisujące siłę elektrodynamiczną. Równanie to nazywamy dziś prawem Ampère'a.

Kształtowanie umiejętności posługiwania się miernikiem uniwersalnym - amperomierzem.

Co będzie potrzebne Instrukcja

Amper jest dużą jednostką, dlatego najczęściej posługujemy się jej podwielokrotnościami:

Dokładną definicję ampera poznasz w liceum. Jeżeli już teraz chcesz dowiedzieć się więcej o jednostce natężenia prądu, informacji na ten temat poszukaj w internecie.

Wartości natężenia prądu można odczytać z tabliczek informacyjnych znajdujących się na odbiornikach energii elektrycznej lub w instrukcjach obsługi tych urządzeń. Poniżej znajduje się tabelka z przykładowymi wartościami natężenia.

W odbiornikach prądu elektrycznego używanych w domu natężenie prądu osiąga najczęściej nie więcej niż 10 A. Na miernikach uniwersalnych znajduje się dodatkowe gniazdo (port), do którego podłącza się przewód, gdy natężenie prądu jest większe niż 10 A.

# data[].attributes.attachment_link.description
Urządzenia pracujące dzięki prądowi elektrycznemu są nieodłącznym elementem naszego życia. Trudno wyobrazić sobie dzień bez czajnika elektrycznego, odkurzacza, oświetlenia, tramwaju. Bez prądu nie działają rozrusznik samochodowy ani pociągi (nawet jeśli główny napęd pociągu jest spalinowy, to i tak bez prądu nie da się go uruchomić). Radio, telewizja, telefony...

# data[].attributes.headline
Ładunki elektryczne i ich oddziaływanie. Ładunek elementarny - lekcja

# data[].attributes.subject
Ładunki elektryczne i ich oddziaływanie. Ładunek elementarny - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy wiesz, dlaczego podczas ściągania swetra włosy się unoszą, a podaniu ręki często towarzyszy iskra? Dlaczego koty zazwyczaj nie lubią głaskania pod włos? Jeśli chcesz wiedzieć, dlaczego tak się dzieje, czytaj dalej.

opisać oddziaływania bezpośrednie oraz na odleglość: grawitacyjne, elektryczne, magnetyczne i jądrowe;

pokazać, że oddziaływania są wzajemne;

udowodnić, że każde działanie siły pociąga za sobą określone skutki, choć czasami skutki oddziaływań nie są jednakowo widoczne dla obu wzajemnie działających jedno na drugie ciał.

wskazywać przykłady elektryzowania się ciał;

podawać definicję elementarnego ładunku elektrycznego;

opisywać jakościowo i ilościowo oddziaływania między ładunkami;

omawiać budowę wybranego pierwiastka chemicznego lub jonu;

opisywać i wyjaśniać wyniki doświadczeń dotyczących elektryzowania ciał.

Film ukazuje rozpostarty koc, następnie dzieci, które trzymają w rękach nadmuchane balony. Dzieci pocierają balony o koc, trzymając je za nitkę zbliżają je do siebie - widać odpychanie. Dzieci pocierają balony o koc intensywniej, trzymając je za nitkę zbliżają do siebie odpychanie silniejsze. Dzieci biorą nowe balony - pocierają je o koc. Jedno zbliża balon trzymany za nitkę do koca - obserwuje przyciąganie. Drugie powtarza eksperyment ze swoim balonikiem
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film ukazuje rozpostarty koc, następnie dzieci, które trzymają w rękach nadmuchane balony. Dzieci pocierają balony o koc, trzymając je za nitkę zbliżają je do siebie - widać odpychanie. Dzieci pocierają balony o koc intensywniej, trzymając je za nitkę zbliżają do siebie odpychanie silniejsze. Dzieci biorą nowe balony - pocierają je o koc. Jedno zbliża balon trzymany za nitkę do koca - obserwuje przyciąganie. Drugie powtarza eksperyment ze swoim balonikiem

Jakościowe określenie czynników wpływających na wielkość oddziaływań elektrostatycznych.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Oddziaływanie balon - balon.

1. Nadmuchaj balony i zwiąż je nitką, tak aby nie uciekało z nich powietrze.

2. Potrzyj pierwszym balonem o sweter (staraj się trzymać balon tylko za nitkę). To samo zrób z drugim balonem.

3. Spróbuj zbliżyć balony do siebie.

4. Zapisz swoje spostrzeżenia.

2. Oddziaływanie balon - sweter.

1. Potrzyj jednym z balonów o sweter.

2. Odsuń balon od swetra (na odległość ok. 1 m).

3. Zbliż balon do swetra.

4. Zapisz swoje spostrzeżenia.

3. Powtórz punkty 1. i 2., ale tym razem potrzyj balony o sweter znacznie intensywniej niż poprzednio.

Zapisz swoje spostrzeżenia.

Podsumowanie

Dwa naelektryzowane balony wzajemnie się odpychają, natomiast balon i sweter się przyciągają. Wzajemne oddziaływanie między balonem a swetrem zależy zarówno od stopnia ich naelektryzowania, jak i odległości między nimi.

Właściwości i zachowanie ciał obdarzonych określonym ładunkiem elektrycznym badano już w starożytności. Na przełomie VII i VI wieku p.n.e. grecki filozof i matematyk Tales z Miletu zaobserwował tzw. efekt bursztynu. Zauważył, że bursztyn (gr. ) potarty suknem przyciąga niektóre lekkie ciała, np. drewniane wiórki. Później okazało się, że podobnych zjawisk jest więcej. Obecnie wiadomo, że istnieje jeszcze wiele ciał wykazujących podobne właściwości elektrostatyczne. Często są to przedmioty użytku codziennego, np. koc, sweter, grzebień, balon itp.

Zanim zaczniesz wykonywać doświadczenie zapoznaj się z załączonym materiałem filmowym.

Zaobserwowane zjawiska nasuwają przypuszczenie, że przedmioty wykorzystane w doświadczeniu uzyskały jakąś nową właściwość, która jest odpowiedzialna za ich wzajemne oddziaływanie. Aby ją opisać, fizycy wprowadzili wielkość fizyczną nazywaną ładunkiem elektrycznym. Przyjęto, że występują dwa rodzaje ładunków - dodatnie (oznaczane znakiem +) i ujemne (oznaczane znakiem -). Ładunki tego samego znaku (jednoimienne) się odpychają, a ładunki różnych znaków (różnoimienne) się przyciągają. Za pomocą pojęcia ładunku elektrycznego można wytłumaczyć zaobserwowane zjawisko. Ładunki zgromadzone na balonie i swetrze są różnoimienne, więc oba przedmioty się przyciągają. Na powierzchni balonów gromadzą się ładunki jednoimienne, które powodują, że te ciała się odpychają.

Ładunek zgromadzony na powierzchni ciał decyduje o kierunku oddziaływania. Oczywiście, w życiu codziennym ładunków elektrycznych nie widać gołym okiem, za to można z łatwością zaobserwować skutki ich wzajemnych oddziaływań. Ilość i znak zgromadzonego ładunku elektrycznego pozwalają na dokładne określenie tyvh oddziaływań. Jednostką ładunku elektrycznego jest kulomb, który oznaczamy symbolem „C".

Jego nazwa pochodzi od nazwiska Charles'a Augustina de Coulomba - francuskiego uczonego, który jako pierwszy określił wielkość siły oddziaływania między ładunkami elektrycznymi. Kulomb jest dużą jednostką, dlatego w praktyce stosuje się jej podwielokrotności kulomba - milikulomb i mikrokulomb.

W 1937 r. sterowiec LZ‑129 Hindenburg spłonął podczas lądowania na lotnisku Lakehurst w stanie New Jersey. Podejrzewa się, że przyczyną katastrofy mógł byc ładunek elektryczny, który zgromadził się na powłoce sterowca.
Zginęło wówczas 13 pasażerów i 22 członków załogi, a także główny członek załogi naziemnej - kapitan Ernst Lehmann.

Aby wyjaśnić oddziaływania elektryczne, trzeba poznać mikroświat, czyli świat atomów. Każdy pierwiastek chemiczny składa się z takich samych atomów. Każdyjest obojętny elektrycznie, tzn. ma jednakową liczbę ładunków dodatnich i ujemnych.

Powyższa animacja przedstawia tzw. model planetarny atomu wodoru, stworzony na początku XX wieku. W centrum atomu znajduje się jądro atomowe, które jest zbudowane z protonów i neutronów. Wokół jądra krążą elektrony. Dzięki oddziaływaniu elektrycznemu atom się nie rozpada, a jądro przyciąga elektrony. Protony i elektrony są obdarzone ładunkami elektrycznymi o tej samej wartości, ale o przeciwnych znakach. Ładunek elektryczny protonów jest dodatni, a elektronów - ujemny. Neutrony są cząstkami obojętnymi elektrycznie.

Model planetarny atomu pozwalał wyjaśnić jedynie niektóre zjawiska mikroświata. Dalsze badania wymagały stworzenia bardziej skomplikowanych modeli. Dowiecie się o nich podczas dalszej nauki w szkole ponadgimnazjalnej i na studiach.

Z układu okresowego pierwiastków możemy odczytać informację o liczbie protonów, elektronów i neutronów każdego znanego nam pierwiastka chemicznego.

oznacza, że potas ma 19 protonów (jest to liczba atomowa lub liczba porządkowa). Pierwiastek jest obojętny elektrycznie, dlatego liczba jego elektronów jest także równa 19. Liczba 40 niesie informację o liczbie składników jądra (jest to tzw. liczba masowa). Aby ustalić liczbę neutronów, od liczby masowej (czyli łącznej liczby protonów i neutronów w jądrze) należy odjąć liczbę atomową: .

Jeśli do atomu zostanie dostarczony jeden lub kilka elektronów, to staje się on . Jon ujemny ma więcej elektronów niż protonów. Jeśli natomiast od atomu zostanie odłączony jeden bądź kilka elektronów, to staje się on . Jon dodatni ma więcej protonów niż elektronów.

Jony ujemne powstają, gdy do atomu zostaną dostarczone elektrony, a jony dodatnie - gdy elektrony zostaną odłączone. Najłatwiej zmienić liczbę elektronów w powłoce, która znajduje się najdalej od jądra. Dlatego też w przeprowadzonych dotąd doświadczeniach i symulacjach przemieszczały się tylko ładunki ujemne.

Pod koniec XIX wieku elektron opisywano jako pewną cząstkę. Tak scharakteryzował ją H.A. Lorentz: ...zróbmy założenie, że w każdego rodzaju materii są obecne nadzwyczaj drobne cząsteczki, których jedna połowa posiada niezmiennie ładunki dodatnie, druga zaś tak samo ładunki ujemne... Owe drobniutkie cząstki, o których mowa, mają być najmniejsze z tych, którymi zajmują się nauki przyrodnicze, mniejsze od cząsteczek (molekuł) i atomów samych. Nadajmy cząsteczkom tym, zarówno ujemnym jak i dodatnim, wspólne miano „elektronów", odróżniając je przymiotnikami „ujemny" i „dodatni". Przypuśćmy dalej, że te elektryczne cząsteczki - elektrony - rozpowszechnione są we wszystkich ciałach, że żadna, nawet najmniejsza cząsteczka materii nie jest od nich wolna, że ilość ich w każdym ciele jest prawie niezliczona i że wreszcie, skoro jakieś ciało nie wykazuje objawów elektrycznych, posiada oba rodzaje elektronów w tej samej ilości. (cyt. za: A.K. Wróblewski Historia fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007, str. 379).

Z tej teorii można wyciągnąć wniosek, że ładunek elektryczny, jakim mogą być obdarzone różne ciała, ma naturę ziarnistą, jest bowiem wielokrotnością najmniejszego ładunku. Ładunek ten nazywany jest ładunkiem elementarnym. Kolejny wniosek jest następujący: ciała nienaelektryzowane mają po tyle samo ładunków dodatnich i ujemnych, a naładowane - więcej ładunków jednego znaku („+" lub „-").

Składniki materii mające elementarne ładunki ujemne nazywamy obecnie elektronami. Wiemy również, że istnieją cząstki elementarne o ładunku dodatnim (ładunek ma taką samą wartość, jak ładunek elektronu, ale przeciwny znak). Są to protony - cząstki o znacznie większej masie znacznie większej, niż masa elektronu.

Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych QIndeks dolny 1 ₁ i QIndeks dolny 2 ₂ są wprost proporcjonalne do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości między nimi. Oznacza to, że gdy odległość jest stała, to siła wzajemnego oddziaływania rośnie tyle razy ile razy wzrośnie każdy ładunek - gdy każdy z nich wzrośnie dwa razy, to siła wzrośnie 4 razy. Gdy tylko jeden z nicj wzrośnie np. tylko 3 razy to siła wzajemnego oddzialywania wzrośnie 3 razy. Przy stałej wartości ładunków siła maleje ze wzrostem odległości - np. dwukrotny wzrost odległości powoduje czterokrotne zmniejszenie wartości siły.

Tę zależność można zapisać jako:

F=k Q 1 ·Q 2 r 2
gdzie:

F - siła;
k - stała elektrostatyczna; k=9·10 9 N·m 2 C 2 ;
QIndeks dolny 1 ₁, QIndeks dolny 2 ₂ - punktowe ładunki elektryczne;
r - odległość między punktowymi ładunkami elektrycznymi.

Za pomocą tego wzoru można obliczyć wielkość działającej siły elektrostatycznej.

Zastanów się, jak zmiany wartości poszczególnych wielkości fizycznych wpływają na zmianę wielkości siły oddziaływania. Skorzystaj z poniższej aplikacji.

Siła Coulomba

Uruchom ponownie symulację. Przyjrzyj się, w jaki sposób zmienia się wielkość zwana siłą Coulomba. Rozważania ułatwią ci poniższe zadania:

Zbadaj, jak zmieni się wartość siły Coulomba gdy nastąpi:

dwukrotne zwiększenie wartości jednego z ładunków bez zmiany odległości ciał,

dwukrotne zwiększenie wartości obu ładunków elektrycznych bez zmiany odległości ciał,

dwukrotne zwiększenie odległości między ciałami bez zmiany ich ładunków,

dwukrotne zmniejszenie odległości obu ciał bez zmiany ładunków,

dwukrotne zwiększenie odległości ciał z jednoczesnym dwukrotnym zwiększeniem wartości jednego z ładunków,

dwukrotne zwiększenie odległości ciał z jednoczesnym dwukrotnym zwiększeniem wartości obu ładunków.

Uwaga: warto najpierw, korzystając z prawa Coulomba, przewidzieć odpowiedź na powyższe pytania, a następnie sprawdzić, czy wyniki są takie same.

Ładunki jednoimienne się odpychają, a różnoimienne - przyciągają.

Wartość siły elektrycznej zależy zarówno od wartości ładunku zgromadzonego na ciałach, jak i od odległości między nimi.

Wartość ładunku protonu odpowiada ładunkowi elementarnemu. Ładunek elektronu ma taką samą wartość jak ładunek protonu, ale przeciwny znak (ujemny).

Wielkość ładunku elementarnego wynosi 1,602·10 -19 C.

Każdy atom jest obojętny elektrycznie. Jeśli do atomu zostaną dostarczone elektrony, to staje się on jonem ujemnym, a jeśli elektrony zostaną odłączone - jonem dodatnim.

Na podstawie dowolnego źródła, np. internetu, postaraj się odnaleźć informacje na temat zdarzeń, w których istotną rolę odegrał nagromadzony ładunek elektrostatyczny.

Charles Augustin de Coulomb

Kapitan armii francuskiej, przyrodnik i matematyk. Ukończył studia w Wojskowej Szkole Inżynierii (franc. École du Génie). W latach 1763-1772 kierował budową Fortu Bourbon na Martynice (Indie Zachodnie). Po powrocie do Francji poświęcił się pracy naukowej. W 1781 r. został uhonorowany tytułem członka Francuskiej Akademii Nauk. Był doskonałym eksperymentatorem. Do jego największych osiągnięć naukowych należą pomiar siły oddziaływań między ładunkami elektrycznymi (przeprowadzony przy użyciu tzw. wagi skręceń) oraz prace dotyczące sił tarcia i oporu w płynach.

- stała fizyczna o wartości 1,602·10Indeks górny -19 ⁻¹⁹ C, odpowiadająca ładunkowi elektrycznemu protonu.

- podwielokrotność kulomba (C) równa 10 -3C.

- podwielokrotność kulomba (C) równa 10 -6C.

Oczywiście, ta hipoteza wymagała potwierdzenia doświadczalnego. Dokonał tego Robert Millikan. W latach 1909-1910 udowodnił, że ładunek elektryczny ma strukturę ziarnistą, i wyznaczył wartość ładunku elementarnego. Obecnie przyjmujemy, że .

Nagroda Nobla za wyznaczenie ładunku elektronu.

R. Millikan nie tylko wyznaczył ładunkek elektronu, lecz także wyjaśnił wspólnie z A. Einsteinem tzw. zewnętrzny efekt fotoelektryczny (będzie o tym mowa w szkole ponadgimnazjalnej). W 1923 r. za swoje osiągnięcia otrzymał Nagrodę Nobla.

W latach 30. XX wieku podczas badania promieniowania kosmicznego odkryto cząstki o masie równej masie elektronu, ale o ładunku dodatnim. Nazwano je pozytonami.

Siła elektrostatyczna zależy od wielkości ładunków ciał, które na siebie oddziaływują oraz od ich odleglości. Im większe są ładunki, tym większa jest ta siła. Gdy zwiększamy odległość ładunki, siła elektrostatyczna maleje. Zależności te opisuje .

# data[].attributes.attachment_link.title
Ładunki elektryczne i ich oddziaływanie. Ładunek elementarny

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy wiesz, dlaczego podczas ściągania swetra włosy się unoszą, a podaniu ręki często towarzyszy iskra? Dlaczego koty zazwyczaj nie lubią głaskania pod włos? Jeśli chcesz wiedzieć, dlaczego tak się dzieje, czytaj dalej.

# data[].attributes.headline
Elektryzowanie ciał przez tarcie, dotyk i indukcję - lekcja

# data[].attributes.subject
Elektryzowanie ciał przez tarcie, dotyk i indukcję - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Jeśli chcesz poznać mechanizm elektryzowania ciał, wiedzieć, jak przebiega proces tworzenia się chmur burzowych, a dzięki wiedzy o elektryczności sterować ruchem puszki - czytaj dalej.

opisać gromadzenie się ładunków elektrycznych w ciałach;

wskazać, że ładunki jednoimienne się odpychają, a różnoimienne - przyciągają;

opisać zjawisko przemieszczania się elektronów między ciałami stałymi;

opisać oddziaływanie nieruchomych ładunków elektrycznych i zależność siły oddziaływania od wielkości ładunków i ich odległości.

elektryzować ciała przez tarcie, dotyk i indukcję (zwaną też influencją lub wpływem);

opisywać działanie elektroskopu;

opisywać proces powstawania pioruna;

opisywać działanie instalacji odgromowej;

analizować i omawiać wyniki doświadczeń dotyczących elektryzowania ciał.

Ze zjawiskiem elektryzowania ciał przez tarcie spotykasz się w życiu codziennym, np. podczas rozczesywania suchych włosów po kąpieli. Możesz wówczas zaobserwować, że ich końce unoszą się w stronę grzebienia, a poszczególne włosy się odpychają. Podobny efekt możesz uzyskać, gdy będziesz pocierać nadmuchanym balonem o wełniany sweter.
Zjawisko to daje się wytłumaczyć jedynie na poziomie mikroświata.

A teraz obejrzyj film o elektryzowaniu się włosów.

RQuwtbUOL8HMp

Obserwujemy proces mycia głowy. Obserwujemy suszenie głowy za pomocą suszarki. Obserwujemy rozczesywanie włosów. Najazd kamery na włosy. Widać jak końcówki włosów są przyciągane przez grzebień. Odjazd kamery: widać jak włosy wzajemnie się odpychają („sterczą na boki" i są najeżone)

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Obserwujemy proces mycia głowy. Obserwujemy suszenie głowy za pomocą suszarki. Obserwujemy rozczesywanie włosów. Najazd kamery na włosy. Widać jak końcówki włosów są przyciągane przez grzebień. Odjazd kamery: widać jak włosy wzajemnie się odpychają („sterczą na boki" i są najeżone)

Film ilustruje efekt elektryzowania się włosów przez tarcie. Polega ono na przemieszczaniu się elektronów z jednego ciała na drugie, które elektryzują się ładunkami o przeciwnych znakach. Włosy mają nadmiar jedego rodzaju ładunków i się wzajemnie odpychają ale przyciągane są przez grzebień, który naelektryzował się ładunkiem przeciwnego znaku niż włosy.

Częstym zjawiskiem sa wyładowania elektryczne podczas burzy. Jak powstaje takie zjawisko? Na rysunku poniżej możecie prześledzic obieg wody w przyrodzie:

W chmurach występują ruchy pionowe kropelek wody lub kryształków lodu. Występujące wtedy tarcie powoduje naelektryzowanie różnych części chmury. W poszczególnych fragmentach chmury mamy albo nadmiar ładunków dodatnich albo ujemnych. To różne naelektryzowanie jest przyczyną tego, że w pewnej chwili możliwy jest przepływ ładunku pomiędzy dwiema chmurami, pomiędzy dwiema częściami chmury lub pomiędzy chmurą a powierzchnią Ziemi. Obserwujemy wówczas wyładowania elektryczne.

Takie wyładowania są niezwykle efektowne, a napięcie elektryczne tuż przed wyładowaniem sięga kilkudziesięciu milionów woltów. Piorun, czyli gwałtownie wyzwolona energia, niesie za sobą duże zagrożenie dla ludzi, budynków, drzew itd. Ochronę przed tego typu niebezpieczeństwem gwarantuje zamontowanie piorunochronu. O jego działaniu dowiesz się więcej w dalszej części podręcznika.

Jednym ze sposobów elektryzowania ciał jest elektryzowanie przez dotyk. Zjawisko to zachodzi podczas zetknięcia ciała naładowanego elektrycznie z ciałem nienaelektryzowanym. W trakcie zbliżania do siebie obu ciał ładunki elektryczne rozdzielają się na ciele nienaelektryzowanym i grupują w różnych obszarach tego ciała. To zaś może prowadzić do przenoszenia części tak zgrupowanych ładunków na inne ciała i powstawania nadmiaru ładunków elektrycznych o jednym znaku - czyli naelektryzowania ciała.

Przykładowo: jeżeli szklaną pałeczkę naładowaną dodatnio zbliżymy do metalowego ciała (w metalu ładunki elektryczne mogą się swobodnie przemieszczać), to ładunki ujemne znajdujące się w tym ciele zgromadzą się w obszarze znajdującym się możliwie jak najbliżej pałeczki. Po zetknięciu ze sobą obu ciał pewna ilość ładunków ujemnych przechodzi z metalowego ciała na pałeczkę, na metalu powstaje więc nadmiar ładunków dodatnich. Rezultatem jest naelektryzowanie metalowego obiektu ładunkiem dodatnim. Jeżeli natomiast zbliżymy do pałeczkę naładowaną ujemnie (może być to rurka ebonitowa lub innego tworzywa), to na metalowym ciele ładunki ujemne, odepchnięte przez ładunki ujemne na pałeczce, przemieszczają się na przeciwną stronę tego ciała. W tym momencie po stronie metalowego obiektu znajdującej się w pobliżu pałeczki (lub rurki) powstaje nadmiar ładunku dodatniego i po zetknięciu pałeczki z metalem ładunki ujemne z pałeczki przechodzą na metalowe ciało. Ostatecznie oba ciała elektryzują się ładunkiem takiego samego znaku.

Gdy ciałem obojętnym elektrycznie jest izolator, to ładunek elektryczny, który przepłynie na to ciało, będzie niewielki i zlokalizowany (umieszczony w miejscu zetknięcia obu ciał). Zespół zjawisk powodujących zarówno rozdzielenie ładunków w izolatorach, jak i przepływ ładunku jest bardziej złożony.

Elektryzowanie przez dotyk znalazło zastosowanie w przyrządzie laboratoryjnym nazywanym elektroskopem. Zapoznaj się z filmem i rozwiąż poniższe zadania.

Najazd kamery na elektroskopy stojące na stole. Demonstrator przechyla elektroskop pokazują, że listki mogą się odchylać. Przejście ekranu do animacji z rysunkami przedstawiającymi dwa rodzaje elektroskopów. Na listkach i pręcie pojawia się ładunek ujemny. Obok to samo tylko teraz ładunek dodatni. Przejście do ekranu rzeczywistego przedstawiającego elektroskop stojący na blacie. Najazd kamery na ręce demonstratora pocierającego pręt winidurowy o sukno. Demonstrator przestaje pocierać i prezentuje naelektryzowaną laskę. Demonstrator szybko zbliża i naelektryzowaną rurkę do końcówki pręta elektroskopu, dotyka końca pręta elektroskopu i nie odrywając przesuwa powierzchnią rurki po pręcie. Widać rozchylające się listki. Kamera pokazuje, że po odsunięciu laski od elektroskopu listki pozostają rozchylone. Kamera pokazuje kabelek podłączony do kaloryfera. Demonstrator dotyka pręta elektroskopu drugim końcem kabelka. Listki opadają. Najazd kamery na naładowany elektroskop. Demonstrator dotyka ręką pręt elektroskopu. Listki opadają. Najazd kamery na metalową kulę stojącą na izolowanej podstawce. Demonstrator elektryzuje laskę przez tarcie a następnie elektryzuje kulę przeciągając powierzchnią laski po powierzchni kuli. Najazd kamery na naelektryzowaną kulę. Demonstrator podnosi kulę za izolującą podstawkę i dotyka kulą pręta elektroskopu. Listki rozchylają się.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Najazd kamery na elektroskopy stojące na stole. Demonstrator przechyla elektroskop pokazują, że listki mogą się odchylać. Przejście ekranu do animacji z rysunkami przedstawiającymi dwa rodzaje elektroskopów. Na listkach i pręcie pojawia się ładunek ujemny. Obok to samo tylko teraz ładunek dodatni. Przejście do ekranu rzeczywistego przedstawiającego elektroskop stojący na blacie. Najazd kamery na ręce demonstratora pocierającego pręt winidurowy o sukno. Demonstrator przestaje pocierać i prezentuje naelektryzowaną laskę. Demonstrator szybko zbliża i naelektryzowaną rurkę do końcówki pręta elektroskopu, dotyka końca pręta elektroskopu i nie odrywając przesuwa powierzchnią rurki po pręcie. Widać rozchylające się listki. Kamera pokazuje, że po odsunięciu laski od elektroskopu listki pozostają rozchylone. Kamera pokazuje kabelek podłączony do kaloryfera. Demonstrator dotyka pręta elektroskopu drugim końcem kabelka. Listki opadają. Najazd kamery na naładowany elektroskop. Demonstrator dotyka ręką pręt elektroskopu. Listki opadają. Najazd kamery na metalową kulę stojącą na izolowanej podstawce. Demonstrator elektryzuje laskę przez tarcie a następnie elektryzuje kulę przeciągając powierzchnią laski po powierzchni kuli. Najazd kamery na naelektryzowaną kulę. Demonstrator podnosi kulę za izolującą podstawkę i dotyka kulą pręta elektroskopu. Listki rozchylają się.

Benjamin Franklin , amerykański polityk i uczony poświęcał zagadnieniom sił elektrycznych znaczną część swojej pracy naukowej. Przeprowadził eksperyment, którym udało mu się udowodnić, że błyskawica to bardzo silne wyładowanie elektryczne. Eksperyment ten polegał na wypuszczeniu w trakcie burzy jedwabnego latawca z metalowym elementem, który został połączony z ziemią konopnym sznurkiem obciążonym przy ziemi metalowym kluczem. Układ składający się z dwóch metalowych elementów i sznura były w tym przypadku przewodnikiem prądu. Sam Franklin operował latawcem za pomocą jedwabnej taśmy, o której uczony wiedział, że nawet kiedy zmoknie, będzie mogła pełnić rolę izolatora. W trakcie wykonywania eksperymentu uczony zaobserwował silne elektryzowanie się sznura oraz przeskakiwanie pomiędzy kluczem i ziemią iskier elektrycznych. Na podstawie tych obserwacji Benjamin Franklin uzyskał potwierdzenie swojej hipotezy: błyskawica to silne wyładowanie elektryczne. Dzięki tej wiedzy skonstruował pierwszy piorunochron - był to miedziany pręt umieszczony na dachu.

Średnica pręta, z którego jest skonstruowany piorunochron, ma ok. 2 cm. Pręt połączony jest z długim miedzianym lub aluminiowym przewodem stykającym się z siatką przewodzącą umieszczoną pod warstwą ziemi. Piorunochrony zapewniają właściwe odprowadzenie ładunków elektrycznych do ziemi. Jeśli przewody nie będą wykonane z materiałów będących dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności i nie będą miały wystarczająco dużego przekroju powierzchni poprzecznej, to po uderzeniu pioruna może dojść do stopienia tych przewodów. Dom przestanie być wówczas chroniony i kolejne wyładowanie może być groźne dla ludzi przebywających w budynku i spowodować straty materialne.

Elektroskop został wykorzystany do pomiaru promieniowania kosmicznego.

Dotknięcie elektroskopu ręką (gdy nie jesteśmy w żaden sposób naelektryzowani) lub nienaelektryzowaną rurką nie powoduje żadnych zmian położenia jego wskazówki. Jeśli jednak najpierw rurka zostanie naelektryzowana (np. przez tarcie laską ebonitową), a potem przyłożymy ją do elektroskopu, to jego wskazówka się wychyli. Im większy ładunek zostanie zgromadzony na rurce, tym większe będzie wychylenie wskazówki. Aby elektroskop znów stał się obojętny elektrycznie, wystarczy dotknąć go dłonią - wtedy ładunki elektryczne spłyną do ziemi.

Dotknięcie naelektryzowanego metalowego pręta elektroskopu sprawia, że elektrony się przemieszczają. Kierunek ich ruchu zależy od znaku ładunku naelektryzowanej rurki. Jeśli jest ona naelektryzowana ujemnie, to elektrony swobodne przepływają na metalowy pręt i wskazówkę, a gdy rurka jest naelektryzowana dodatnio, to elektrony przemieszczają się w odwrotnym kierunku, czyli na rurkę. Za każdym razem dochodzi do wychylenia wskazówki elektroskopu. Pełne wyjaśnienie tego zjawiska znajduje się w części rozszerzonej, opisującej elektryzowanie ciał przez indukcję.

Trzecim sposobem elektryzowania jest indukcja. Jest to metoda, która nie wymaga bezpośredniego kontaktu między ciałami. Pozostają one w niewielkiej odległości od siebie, ale się nie stykają.

Zjawisko elektryzowania przez indukcję polega na zbliżeniu ciała naładowanego do ciała obojętnego elektrycznie. Efektem jest przesunięcie elektronów w przewodniku bądź polaryzacja atomów (cząsteczek) w izolatorze. By lepiej zrozumieć ten proces, wykonaj poniższe doświadczenie.

Problem badawczy Hipoteza Instrukcja Co będzie potrzebne Podsumowanie

rurka z tworzywa sztucznego (np. rura od odkurzacza);

wełniany koc lub sweter;

pusta aluminiowa puszka po napoju;

podłoże z izolatora (drewniany stół, podłoga itp.).

1. Znajdź takie podłoże, które jest wypoziomowane (puszka nie może się stoczyć).

2. Naelektryzuj rurkę przez tarcie.

3. Zbliż rurkę do puszki.

4. Jeśli puszka nie zmienia swojej pozycji, spróbuj naelektryzować ją ponownie lub zmniejsz odległość między ciałami.

5. Obserwuj, jak zachowuje się puszka.

6. Przełóż rurkę z drugiej strony puszki.

7. Zastanów się, co może być przyczyną ruchu puszki.

Ruch puszki wywołany zbliżeniem naelektryzowanej rurki z tworzywa sztucznego jest efektem procesów zachodzących w mikroświecie. Przyjrzyj się animacji.

Jeżeli zbliżymy ciało naelektryzowane do nienaelektryzowanego (ale go nie dotkniemy), natychmiast pojawi się efekt indukcji. Na części nienaelektryzowanego ciała położonej najbliżej ciała naładowanego wyindukowany zostanie ładunek przeciwnego znaku. Gdy następnie zetkniemy oba ciała ze sobą, ładunek ujemny przejdzie z ciała nienaelektryzowanego na naelektryzowane (albo odwrotnie: z ciała naelektryzowanego na nienaelektryzowane).
Zanim jakiekolwiek ciało zostanie dotknięte innym ciałem, oba te ciała należy do siebie zbliżyć. Z tego też powodu wystąpienie zjawiska przechodzenia ładunków po zetknięciu ze sobą dwóch ciał (elektryzowanie przez dotyk) zawsze jest poprzedzane wystąpieniem zjawiska indukcji.

Ciała można elektryzować na trzy sposoby: przez tarcie, dotyk i indukcję.

Podczas pocierania (oddziaływania mechanicznego) o siebie dwóch ciał obojętnych elektrycznie niewielka ilość ładunku ujemnego przechodzi z jednego ciała na drugie. W efekcie na jednym ciele powstaje nadmiar ładunku dodatniego, a na drugim - ładunku ujemnego. Zjawisko to nazywamy elektryzowaniem ciał przez tarcie.

Elektryzowanie przez dotyk polega na dotknięciu ciałem naelektryzowanym ciała nienaelektryzowanego. Jeżeli naelektryzowane ciało jest naładowane dodatnio, to przechodzi na nie ładunek ujemny z ciała obojętnego elektrycznie. Jeżeli naelektryzowane ciało jest naładowane ujemnie, to ładunek ujemny przechodzi z tego ciała na ciało obojętne elektrycznie. W efekcie na obu ciałach gromadzi się jednoimienny ładunek elektryczny.

Gdy ciało elektryzowane jest przez indukcję, to w wyniku zbliżenia ciała naładowanego do ciała obojętnego elektrycznie obojętnego, na tym drugim pojawiają się dwie grupy ładunków o przeciwnych znakach.

Indukcja elektrostatyczna polega na przemieszczaniu się elektronów swobodnych wewnątrz przewodnika lub na powstawaniu dipola elektrycznego (polaryzacja elektryczna cząsteczki albo atomu) w izolatorze. Proces ten zachodzi, kiedy ciało naładowane elektrycznie znajduje się blisko ciała obojętnego elektrycznie.

Zastanów się, kiedy najczęściej dochodzi do burz w twojej okolicy. Możesz także sprawdzić, czy w najbliższym czasie są zapowiadane burze. Zorientuj się także, jak kosztowna jest instalacja piorunochronu. Na podstawie tych informacji odpowiedz na pytanie: Gdyby twoim zadaniem było zaplanowanie budowy domu (bloku), to czy twój projekt uwzględniałby zainstalowanie piorunochronu? Uzasadnij swoją odpowiedź w kliku zdaniach (5-10).

W internecie znajdź informację na temat domowych sposobów budowy elektroskopu. Spróbuj go skonstruować.

- układ dwóch ładunków różnoimiennych o jednakowej wartości, które znajdują się w pewnej odległości od siebie.

Benjamin Franklin

Jeden z inicjatorów powstania Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej. Zaangażowany w życie polityczne, przez trzy lata był prezydentem Pensylwanii. Miał wiele zainteresowań, do których należały m.in. meteorologia, oceanografia, elektryczność i teoria światła. Jako pierwszy wprowadził pojęcie ładunków dodatnich i ujemnych.

Puszka się nie porusza, gdy zbliżamy do niej rurkę obojętną elektrycznie. Zakładamy, że w wyniku tarcia rurka elektryzuje się ujemnie. Zbliżenie jej do metalowej puszki wykonanej z materiału będącego dobrym przewodnikiem wywołuje przemieszczenie się elektronów swobodnych - przeważającym ładunkiem (od strony rurki) staje się ładunek dodatni. Działają wówczas dwie siły, tj. przyciągania i odpychania elektrostatycznego. Siła przyciągania występuje między ładunkami dodatnimi (gromadzącymi się powierzchni puszki od tej strony, z której do puszki zbliżona została ujemnie naładowana rurka) a ładunkiem naelektryzowanej rurki. Siła odpychania działa między elektronami swobodnymi zgromadzonymi z przeciwnej strony puszki a ujemnym ładunkiem rurki. Pamiętajmy, że siły oddziaływania elektrostatycznego są zależne od odległości między ciałami - im bliżej siebie znajdują się wzajemnie oddziałujące ciała, tym siła tych oddziaływań jest większa. W tym przypadku siła przyciągania, która jest efektem oddziaływania rurki z bliższą stroną puszki (tą, na której zebrały się ładunki dodatnie) ma więc większą wartość, niż siła odpychania, która jest efektem oddziaływania rurki z dalszą stroną puszki (tą, na której zebrały się ładunki ujemne). Ruchowi rurki towarzyszy ruch podążającej za nią puszki. Gdy oddalimy naelektryzowaną rurkę na odpowiednią odległość, elektrony swobodne na puszce wrócą na swoje właściwe miejsce (tj. do położenia początkowego) i ruch puszki ustanie.

Postawmy pytanie: Czy przez indukcję można naelektryzować np. papier?
Aby poznać odpowiedź, wykonaj poniższe doświadczenie.

Elektryzowanie przez indukcję polega na zbliżeniu ciała naelektryzowanego do ciała obojętnego elektrycznie. Wtedy wewnątrz niego przemieszczają się elektrony swobodne (metalowa puszka) lub powstają dipole elektryczne (papier). Siła odpychania między ciałami jest mniejsza niż siła przyciągania. Odsunięcie ciała naelektryzowanego od ciała początkowo obojętnego elektrycznie sprawia , że elektrony wracają na swoje miejsce.

# data[].attributes.attachment_link.title
Elektryzowanie ciał przez tarcie, dotyk i indukcję

# data[].attributes.attachment_link.description
Jeśli chcesz poznać mechanizm elektryzowania ciał, wiedzieć, jak przebiega proces tworzenia się chmur burzowych, a dzięki wiedzy o elektryczności sterować ruchem puszki - czytaj dalej. opisać gromadzenie się ładunków elektrycznych w ciałach; wskazać, że ładunki jednoimienne się odpychają, a różnoimienne - przyciągają; opisać zjawisko przemieszczania się elektronów między ciałami stałymi; opisać oddziaływanie nieruchomych ładunków elektrycznych i zależność siły oddziaływania od wielkości ładunków i ich odległości.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Jeśli w samochodzie przepali się jeden z reflektorów, to czy pozostałe światła będą działać bez zarzutu? Jeśli chcesz poznać odpowiedź na to pytanie, czytaj dalej.

podać definicję napięcia elektrycznego i jego jednostki - wolta (V);

podać definicję natężenia prądu elektrycznego i jego jednostki - ampera (A);

stwierdzić, że natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego między jego końcami;

zdefiniować opór elektryczny przewodnika jako stosunek napięcia przyłożonego między jego końcami do natężenia prądu, który tamtędy płynie;

podać definicję jednostki oporu elektrycznego - oma (Ω).

rozpoznawać połączenie równoległe odbiorników (na schematach i w praktyce);

posługiwać się zależnościami między natężeniem, napięciem a oporem elektrycznym w połączeniu równoległym odbiorników;

rozwiązywać problemy i zadania dotyczące połączenia równoległego odbiorników prądu elektrycznego.

Natężenie prądu płynącego przez przewodnik podłączony do stałego źródła napięcia ma jednakową wartość w każdym miejscu przewodnika. Co się jednak stanie, jeśli nastąpi rozgałęzienie przewodnika, czyli gdy będzie on doprowadzał prąd do urządzeń połączonych równolegle? Czy natężenie prądu również będzie miało identyczną wartość?

Punkt, w którym następuje rozgałęzienie, nazywany jest węzłem. Przepływ prądu oznacza, że do węzła dopływa jakiś ładunek w jednostce czasu. Natężenie prądu dopływającego do węzła jest równe , a ładunek . Z węzła wychodzą dwa przewody, w których natężenia prądu są różne. Oznaczmy je oraz , przy czym ładunki wypływające w jednostce czasu z węzła muszą w sumie być równe ładunkowi q wpływającemu do węzła (zasada zachowania ładunku). Wynika z tego, że suma natężeń prądów wypływających z węzła jest równa natężeniu prądu dopływającego do tego węzła, czyli:

Tę zależność nazywamy pierwszym prawem Kirchhoffa .

Prawo: pierwsze prawo Kirchhoffa

Suma natężeń prądów wpływających do dowolnego węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego węzła.

Jeśli odbiorniki są połączone równoległe, oznacza to, że są one połączone za pomocą przewodów z dwóch stron, a napięcie jest przyłożone do pary połączonych końcówek. Oznacza to, że napięcie zmierzone między końcami oporników jest jednakowe i równe napięciu elektrycznemu źródła. To samo dotyczy natężenia prądu - w obu przypadkach.

Oporniki połączone równolegle można zastąpić jednym równoważnym opornikiem, do którego końców przyłożone zostanie napięcie i przez który będzie przepływał prąd o natężeniu . Do końców tego opornika musi też zostać przyłożone napięcie . Natężenie tego prądu będzie równe sumie natężeń prądów w opornikach połączonych równolegle.
Aby wyznaczyć wartość oporu zastępczego, posłużymy się schematem i poznanymi zależnościami między napięciem, natężeniem a oporem elektrycznym.

Przekształcamy wzór (2), aby wyznaczyć natężenie:

Równanie (4) dzielimy przez napięcie ():

Ze wzoru (5) wynika, że suma odwrotności oporów poszczególnych elementów jest równa odwrotności oporu zastępczego.

# data[].attributes.attachment_link.description
Jeśli w samochodzie przepali się jeden z reflektorów, to czy pozostałe światła będą działać bez zarzutu? Jeśli chcesz poznać odpowiedź na to pytanie, czytaj dalej.

# data[].attributes.headline
Zasada zachowania ładunku elektrycznego - lekcja

# data[].attributes.subject
Zasada zachowania ładunku elektrycznego - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy proces elektryzowania prowadzi do wytwarzania elektronów? Czy nadwyżka ładunku w jednym miejscu odpowiada zawsze jego niedomiarowi w innym? Czy można uzyskać ładunek ujemny bez wytworzenia ładunku dodatniego? Jeśli chcesz poznać odpowiedzi na te pytania, czytaj dalej.

opisać gromadzenie się ładunkow na powierzchni ciał;

wymienić nośniki ładunku elektrycznego, czyli elektrony swobodne i jony;

wymienić sposoby elektryzowania ciał: tarcie, dotyk i indukcja;

opisać siłę oddziaływania elektrycznego jako siłę zależną od znaku i wartości ładunków oraz od odległości między ciałami;

podać wyjaśnienie, dlaczego ciałami dobrze przewodzącymi prąd elektryczny są metale, elektrolity i zjonizowane gazy.

stosować zasadę zachowania ładunku, aby wyjaśnić zjawisko elektryzowania ciał;

podawać przykłady zjawisk fizycznych, które spełniają zasadę zachowania ładunku elektrycznego.

W życiu codzienny często możemy zaobserwować skutki elektryzowania się ciał. Przykładowo: podczas zdejmowania swetra, słyszymy ciche trzaski, a w trakcie czesania grzebień przyciąga ku sobie końcówki włosów. Wszystkie te ciała (włosy, sweter i grzebień) stały sie naelektryzowane, zyskały .

Ładunki elektryczne nie giną ani nie można ich stworzyć.
Należy pamiętać o tym, że zasada zachowania ładunku spełniona jest wyłącznie w tzw. układach izolowanych elektrycznie, czyli takich, które nie wymieniają ładunków z otoczeniem.

Reguła: Zasada zachowania ładunku

W układach izolowanych sumaryczny ładunek (algebraiczna suma ładunków dodatnich i ujemnych) nie ulega zmianie.

Wykonaj poniższe doświadczenie. Jak zinterpretujesz jego wynik? Napisz samodzielnie podsumowanie.

Problem badawczy

Czy spełniona jest zasada zachowania ładunku elektrycznego?

Hipoteza

Równa wartość ładunku elektrycznego zgromadzonego na elektroskopach potwierdza prawdziwość zasady zachowania ładunku.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Umieść dwa elektroskopy obok siebie.

2. Naelektryzuj pałeczkę ebonitową lub rurkę przez tarcie.

3. Oddal łącznik od elektroskopów.

4. Obserwuj wychylenia wskazówek elektroskopów.

Aby wyjaśnić zjawisko elektryzowania się ciał, przyjęto, że ładunki elektryczne mogą być dodatnie albo ujemne. Szybko jednak pojawiły się kolejne wątpliwości. Czy liczba zgromadzonych ładunków dodatnich musi zawsze odpowiadać liczbie ładunków ujemnych? Czy można stworzyć ładunek elektryczny? A może istnieje sposób na jego zniszczenie? W tym rozdziale spróbujemy znaleźć odpowiedzi na wszystkie postawione pytania.

Doświadczenia, jakie wykonasz na dzisiejszej lekcji, pozwolą potwierdzić, że w zjawiskach elektryzowania ciał spełniona jest zasada zachowania ładunku.

Zapisz w zeszycie kolejne obserwacje. O czym świadczy to, że wskazówki obu elektroskopów opadły po ich połączeniu? Zapisz dwa wnioski: jeden dotyczący znaku ładunkow na każdym z elektroskopów a drugi wielkości tych ładunków

Zasada zachowania ładunku pozwala nam lepiej zrozumieć i opisać przebieg wielu zjawisk fizycznych, w tym omawianego już zjawiska elektryzowania ciał.

Podczas elektryzowania przez tarcie ciała uzyskują ładunki różnoimiennie. Jedno z ciał „oddaje" określoną liczbę elektronów swobodnych, a drugie je „przyjmuje". Ładunek elektryczny nie powstaje wskutek elektryzowania - jedynie się przemieszcza. Całkowity ładunek zgromadzony na obu ciałach nie ulega zmianie, jest tylko inaczej rozmieszczony. Sprawdź w poniższej animacji, że suma algebraiczna ładunków przed pocieraniem była równa zero i po naelektryzowaniu laski ebonitowej (lub rurki z PVC) jest także równa zero.

Jeśli ciało naelektryzowane dotknie ciała nienaelektryzowanego, ładunek ujemny przechodzi albo z ciała naelektryzowanego (jeżeli miało ono nadmiarowy ładunek ujemny) na ciało obojętne elektrycznie, albo z ciała obojętnego elektrycznie na ciało naładowane (jeżeli miało ono nadmiarowy ładunek dodatni).

W rezultacie ciało początkowo obojętne elektrycznie po zakończeniu opisywanego procesu ulega naelektryzowaniu. Zmienia się rozkład ładunku, ale nie jego wartość ani znak. Ciało obojętne elektrycznie zyskało ładunek kosztem ciała naelektryzowanego; jedno zyskało tyle, ile drugie straciło.

Jak to jest możliwe, aby np. ładunki ujemne przeszły na obojętną elektrycznie kulkę, albo odwrotnie - z kulki na rurkę? Wyjaśnienie znajduje się poniżej.

Elektryzowanie przez indukcję prowadzi do przesunięcia ładunku (w przewodniku) lub jego(w izolatorze). W przewodniku znajdują się swobodne nośniki ładunku ujemnego - elektrony.

Ładunki elektryczne nie giną ani nie można ich stworzyć - mogą jedynie się przemieszczać.

W układach izolowanych elektryczniesumaryczny ładunek elektryczny (algebraiczna suma ładunków dodatnich i ujemnych) nie ulega zmianie.

Dwa powyższe stwierdzenia są niezależnymi sformułowaniami zasady zachowania energii; każde z nich podkreśla inny aspekt tej zasady.

Układ ciał izolowany elektrycznie to układ, w którym nie dochodzi do wymiany ładunków z otoczeniem.

Zasada zachowania ładunku pozwala wyjaśnić przebieg wielu zjawisk, do których należą elektryzowanie ciał (przez tarcie, dotyk i indukcję), zasady rządzące przepływem prądu elektrycznego (pierwsze prawo Kirchhoffa) i wiele zjawisk w mikroświecie, np. reakcje jądrowe.

Jeżeli do przewodnika obojętnego elektrycznie zbliżamy (ale nie dotykamy) pałeczkę naładowaną ujemnie, to elektrony w przewodniku odsuwają się jak najdalej od pałeczki. W części przewodnika, która jest bliżej pałeczki, powstaje nadmiar ładunku dodatniego a na przeciwnej stronie - nadmiar ładunku ujemnego.

Jeżeli do przewodnika zbliżamy pałeczkę naładowaną dodatnio, to elektrony w przewodniku przejdą na stronę przewodnika będącą bliżej pałeczki. Powstanie tam nadmiar ładunku ujemnego, a z przeciwnej strony przewodnika - nadmiar ładunku dodatniego.
Jeżeli zbliżamy naelektryzowaną ujemnie pałeczkę do izolatora obojętnego elektrycznie to możemy wywołać dwie różne reakcje. Jego dipole elektryczne mogą się ustawić tak, aby ich bieguny dodatnie znajdowały się jak najbliżej pałeczki (jeżeli zbliżymy pałeczkę naładowaną dodatnio, to oczywiście będzie odwrotnie). Dipole wytworzone w obojętnym ciele będą również zorientowane w taki sam sposób.

W obu sytuacjach nastąpi jedynie rozdzielenie istniejącego ładunku elektrycznego (nie powstanie żaden nowy ładunek).

Uwaga: co sie stanie z ładunkami ujemnymi na kulce po dotknięciu kulki naładowaną dodatnio rurką? Czy ładunek kulki dalej będzie równy zero? Jak zmieni się ładunek na rurce? Powyższa symulacja pokazuje zjawiska podczas zbliżania dodatnio naładowanego ciała do kulki z przewodnika. Jak wyglądałyby te zjawiska, gdyby do metalowej kulki zbliżało się ciało naładowane ujemnie?

Zasada zachowania ładunku pozwoliła wyjaśnić m.in. reguły rządzące przepływem prądu elektrycznego. Dzięki niej wiadomo, że węzły sieci elektrycznej nie wytwarzają ładunku. Z tego natomiast można wywnioskować, że liczba ładunków wpływających do węzła jest równa liczbie ładunków z niego wypływających. Tę zasadę nazywamy pierwszym prawem Kirchhoffa.

- antycząstka elektronu; jego masa i wartość ładunku są takie same jak w elektronie. Ładunek przenoszony przez pozyton jest dodatni (w odróżnieniu od elektronu, który przenosi ładunek ujemny).

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy proces elektryzowania prowadzi do wytwarzania elektronów? Czy nadwyżka ładunku w jednym miejscu odpowiada zawsze jego niedomiarowi w innym? Czy można uzyskać ładunek ujemny bez wytworzenia ładunku dodatniego? Jeśli chcesz poznać odpowiedzi na te pytania, czytaj dalej.

# data[].attributes.headline
Wyznaczanie oporu elektrycznego i mocy wydzielanej w oporniku zasilanym prze baterię. Niepewności pomiarów - lekcja

# data[].attributes.subject
Wyznaczanie oporu elektrycznego i mocy wydzielanej w oporniku zasilanym prze baterię. Niepewności pomiarów - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czasem warto sprawdzić doświadczalnie, czy odbiornik energii elektrycznej ma taki opór, jaki podano na oznaczeniach, i czy wydzielana moc jest zgodna z opisem urządzenia. Warto także wiedzieć, jaka jest niepewność otrzymanych wyników .

podać definicję napięcia elektrycznego i jego jednostki - wolta (V);

podać definicję natężenia prądu i jego jednostki - ampera (A);

podać definicję oporu elektrycznego i jego jednostki - oma (Ω);

podać definicję oporu elektrycznego jako stosunku napięcia elektrycznego przyłożonego między końcami przewodnika do natężenia prądu, który tamtędy płynie;

zastosować prawo Ohma;

obliczyć pracę i moc w obwodzie elektrycznym.

wykonywać rysunek schematyczny układu doświadczalnego w celu wyznaczenia oporu i mocy opornika zasilanego z baterii;

budować układ doświadczalny;

używać amperomierza i woltomierza oraz opisywać ich rolę w pomiarach;

wyznaczać doświadczalnie opór elektryczny i moc wydzielaną w oporniku;

obliczać maksymalną niepewność pomiarową.

Krótkie przypomnienie:
Prawo Ohma odnosi się do zależności między natężeniem prądu () płynącym w przewodniku a napięciem () przyłożonym między końcami tego przewodnika. Napięcie mierzy się w , a natężenie - w .
Tę zależność zapisujemy w postaci wzoru:

gdzie [[Ω]]\pojecie‑ref={opór elektryczny}- opór elektryczny. Z prawa Ohma wynika, że miarą oporu przewodnika jest stosunek napięcia między końcami przewodnika do natężenia w nim prądu, który tamtędy płynie:

Aby wyznaczyć wartość oporu elektrycznego żarówki, trzeba zatem zmierzyć napięcie i natężenie prądu za pomocą odpowiednich mierników.

to przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu. Aby tego pomiaru dokonać, prąd musi przepływać przez miernik, dlatego amperomierz podłącza się do obwodu szeregowo. Prawidłowy pomiar natężenia prądu jest możliwy dzięki temu, że amperomierz ma bardzo mały opór w porównaniu z innymi oporami w obwodzie. Gdyby opór miernika był duży, to sama obecność amperomierza zmieniłaby natężenie mierzonego prądu.

to przyrząd służący do pomiaru napięcia prądu. Aby je wyznaczyć, wystarczy przyłożyć końce woltomierza do dwóch końców przewodnika. Oznacza to, że woltomierz podłączamy równolegle. Powinien on mieć duży opór elektryczny w porównaniu z oporem elementu obwodu, do którego jest podłączony. Gdyby było inaczej, to przez miernik płynąłby prąd o dużym natężeniu, co zmieniałoby wartości wielkości fizycznych w obwodzie.

Przypomnijcie sobie, w jaki sposób można wyznaczyć opór elektryczny opornika (takie doświadczenie juz przeprowadzaliscie na jednej z poprzednich lekcji. Pomocne w prawidłowych rozważaniach będą poniższe ćwiczenia.

Następnie trzeba wykonać pomiary i wyznaczyć opór elektryczny odbiornika energii elektrycznej.

Za pomocą tego samego zestawu doświadczalnego możesz wyznaczyć moc żarówki. Gdy znasz napięcie () i natężenie (), możesz obliczyć moc ():

Jednostką mocy jest . Przypomnijcie sobie z poprzedniej lekcji, w jaki sposób wyznacza się moc żarówki.

Dzięki pomiarowi napięcia elektrycznego i natężenia prądu można wyznaczyć dwie wielkości fizyczne - opór elektryczny i moc badanego odbiornika energii. Pozyskane dane mogą być przydatne w dalszym określaniu zależności między wielkościami fizycznymi, np. między oporem żarówki a przyłożonym do niej napięciem lub między mocą urządzenia a przyłożonym do niego napięciem. Analiza otrzymanych wyników może przyczynić się do znalezienia nowych zależności międy wielkościami fizycznymi.

Wyznaczenie oporu elektrycznego i mocy żarówki.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Zbuduj obwód elektryczny składający się z: przewodów, żarówki (opornika), amperomierza i woltomierza.

2. Listewki połącz ze sobą taśmą klejącą, tak aby utworzyły „korytko" na baterie.

3. Odczytaj dokładność pomiarową używanych mierników.

4. Narysuj schemat układu doświadczalnego.

5. Sporządź tabelkę, w której umieścisz wyniki pomiarów (wystarczą trzy).

Podsumowanie

Oblicz średnią wartość wyników pomiaru napięcia i natężenia, a następnie wyznacz wartość oporu elektrycznego żarówki i moc żarówki wyznacz wartość oporu elektrycznego żarówki i moc żarówki .

1. Wyznaczona wartość średnia oporu elektrycznego żarówki: ...............

2. Wyznaczona wartość średnia mocy żarówki: ...............

3. Dokładność amperomierza wynosi ..............., a woltomierza ................

Opór elektryczny i moc żarówki można wyznaczyć, dzięki wykonanym pomiarom napięcia i natężenia prądu który przez nią płynie.

Niepewność pomiaru:

Wiadomo, że pomiar oporu czy moc obarczony jest niepewnością. Największą wartość oporu uzyskamy, gdy do wzoru wstawimy największą wartość zmierzonego napięcia i minimalną natężenia prądu. Najmniejszą wartość oporu uzyskamy, jeżeli do tego wzoru wstawimy najmniejszą wartość napięcia i największą wartość natężenia prądu. Na podstawie tej informacji wyznacz największą i najmniejszą wartość oporu żarówki (przy danym napięciu zasilającym).

Moc żarówki wyznaczymy z wzoru . Na podstawie tej zależności i opisanego sposobu wyznaczenia minimalnej i maksymalnej wartości oporu oblicz minimalną i maksymalną wartość mocy żarówki.

Aby wyznaczyć opór elektryczny i moc żarówki (lub innego elementu), trzeba zbudować obwód elektryczny składający się z: przewodów elektrycznych, baterii, żarówki (lub innego elementu), amperomierza i woltomierza. Następnie należy dokonać pomiaru napięcia i natężenia prądu. Na podstawie uzyskanych wyników doświadczalnych wyznaczymy opór i moc.

Po obliczeniu oporu lub mocy należy uwzględnić niepewność pomiarową związaną między innymi z dokładnością użytych mierników.

Zanim przystąpisz do wyznaczania przedziału, w którym znajdują się otrzymane w wyniku pomiarów wartości oporu i mocy żarówki, przeanalizuj poniższy przykład:

Załóżmy, że podczas doświadczenia odczytano wskazania woltomierza U = 12,5 V i amperomierza I = 340 mA. Oznacza to wartość oporu R = 36,8 Ω i mocy żarówki P = 4,25 W.

Mierniki, jakich używano, miały dokładność ± 0,1 V i ± 2 mA. Oznacza to, że napięcie ma wartość w przedziale od 12,4 V do 12,6 V, a natężenie prądu ma wartość w przedziale od 0,338 A do 0,342 A.

Opór obliczamy z zależności , czyli największą możliwą wartość oporu otrzymamy dzieląc U = 12,6 V przez natężenie prądu I = 0,338 A. Daje to wartość oporu RIndeks dolny max max około 37,3 Ω. Obliczenie minimalnej wartości oporu daje RIndeks dolny min min około
36,5 Ω. Maksymalną moc obliczamy mnożąc maksymalne wartości natężenia prądu i napięcia, co daje PIndeks dolny max max = 4,31 W. Obliczenia minimalnej mocy dają wynik PIndeks dolny min min = 4,19 W.

Ostatecznie możemy zapisać, że opór żarówki wynosi R = 36,8 Ω ± 0,5 Ω, natomiast moc żarówki to P = 4,25 W ±0,05 W.

# data[].attributes.attachment_link.title
Wyznaczanie oporu elektrycznego i mocy wydzielanej w oporniku zasilanym przez baterię. Niepewności pomiarów

# data[].attributes.attachment_link.description
Czasem warto sprawdzić doświadczalnie, czy odbiornik energii elektrycznej ma taki opór, jaki podano na oznaczeniach, i czy wydzielana moc jest zgodna z opisem urządzenia. Warto także wiedzieć, jaka jest niepewność otrzymanych wyników .

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Już w starożytności zaobserwowano, że niektóre ciała przyciągają inne ciała. O ile bursztyn należy potrzeć, aby przyciągał włosy czy skrawki sukna, o tyle magnesy przyciągają zawsze, ale tylko przedmioty wykonane z żelaza. Starożytni odkryli również, że magnes może spowodować, że inne ciało zrobione z żelaza uzyska własności magnetyczne, jeśli tylko będzie znajdowało się wystarczająco blisko magnesu. Zauważyli także, że dwie strony magnesu mają różne właściwości - zwrócone do siebie magnesy mogły się albo przyciągać, albo odpychać.

O tym wszystkim wiesz z pierwszej klasy gimnazjum. Dziś poznasz prawa pozwalające zrozumieć, dlaczego oddziaływania magnetyczne są tak szeroko wykorzystywane.

stwierdzić, że jednym z rodzajów oddziaływań jest oddziaływanie magnetyczne;

wymienić najprostsze właściwości magnesów, np. to, że zawsze posiadają dwa bieguny: północny i południowy;

opisać fakt, że bieguny jednoimienne odpychają się, a różnoimienne - przyciągają;

stwierdzić, że magnesy oddziaływują na substancje wykonane z żelaza i stopów zawierających żelazo;

wymienić niektóre zastosowania magnesów, np. w nawigacji (kompas).

nazywać bieguny magnesów trwałych;

opisywać oddziaływanie między magnesami;

wykazać doświadczalnie, że magnes ma dwa bieguny;

przeprowadzać doświadczenia prezentujące właściwości magnetyczne różnych substancji;

podać przykłady wykorzystania oddziaływania magnetycznego;

opisywać pole magnetyczne Ziemi.

Każdego dnia obserwujesz różne oddziaływania, które zachodzą na odległość, tzn. nie wymagają bezpośredniego kontaktu ciał. Do tej grupy oddziaływań zalicza się oddziaływania magnetyczne, znane są one ludzkości od wieków. uważał, że magnes ma duszę, która przyciąga żelazo. W dziełach znajdują się informacje dotyczące właściwości magnesu. W późniejszych czasach powstawały legendy i baśnie o magnesach, rozpowszechniano poglądy, że właściwości magnetyczne można zniszczyć przez potarcie diamentem. Obecnie wiadomo, że oddziaływania magnetyczne i elektryczne są ze sobą ściśle powiązane, ale więcej dowiesz się o tym na kolejnych lekcjach.

Pole magnetyczne jest niewidoczne, ale wykorzystując opiłki żelaza, możesz zaobserwować skutki jego działania.

Większość opiłków żelaza zbiera się w pobliżu biegunów, a reszta układa się wzdłuż linii pola. Obrazują one linie pola magnetycznego występującego wokół magnesu. Opiłki żelaza się magnesują, tzn. zyskują właściwosci magnetyczne i stają się małymi magnesami, które wzajemnie się przyciągają.

Magnes ma dwa bieguny - północny i południowy. Jeżeli zawiesimy magnes na sznurku i pozwolimy mu obracać się swobodnie, to swoją osią ustawi się wzdłuż geograficznej linii północ - południe. Przyjęto, że północny biegun magnesu pokazuje północ geograficzną Ziemi. Nasza planeta jest ogromnym magnesem, którego południowy biegun magnetyczny znajduje się w pobliżu północnego bieguna geograficznego, a północny biegun magnetyczny - w pobliżu południowego bieguna geograficznego.

Wiesz już, że magnes posiada dwa bieguny. Co się stanie, gdy przepiłujesz go w połowie? Okaże się, że każdy z dwóch kawałków, które w ten sposób powstaną, będzie tworzył dwubiegunowy magnes. Nie można otrzymać ciała z tylko jednym biegunem. Dowiesz się, dlaczego tak się dzieje, jeśli wybierzesz program rozszerzony fizyki w liceum.

Dotąd zajmowaliśmy się oddziaływaniem między magnesem a spinaczami czy opiłkami żelaza. Zastanów się, czy dwa magnesy przyciągają się czy odpychają. W tych rozważaniach pomogą ci doświadczenia.

Badanie oddziaływania między dwoma magnesami.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Połóż magnesy na stole. Umieść je w pewnej odległości od siebie.

2. Zbliż jeden magnes do drugiego.

3. Zaobserwuj, czy magnesy się przyciągają czy odpychają.

4. Odwróć jeden magnes i ponownie zbliż go do drugiego magnesu.

5. Ponownie zaobserwuj zachowanie się magnesów.

Podsumowanie

Magnesy zbliżone tymi samymi biegunami się odpychają, a przeciwnymi - przyciągają.

Oba doświadczenia miały identyczne wyniki. Gdy magnesy były zbliżane biegunami (tymi samymi), to wzajemnie się odpychały. Natomiast gdy były zbliżane biegunami (przeciwnymi) - przyciągały się.

Zajmiemy się teraz oddziaływaniem między magnesami a różnymi substancjami. Magnes przyciąga różne przedmioty wykonane ze stali, która zawiera żelazo. Czy może przyciągać przedmioty wykonane z innych substancji? Aby to sprawdzić, wykonaj poniższe doświadczenie.

Badanie właściwości magnetycznych różnych substancji.

Co będzie potrzebne Instrukcja Podsumowanie

Przez magnes zostały przyciągnięte: stalowe szpilki i magnes na lodówkę. Pozostałe przedmioty, wykonane z miedzi, złota, srebra i aluminium - się nie poruszyły. Przedmioty dzielimy więc na te, które są przyciągane przez magnes, i te, które na niego nie reagują.

Pasy radiacyjne zostały zarejestrowane przez satelitę amerykańskiego Explorer 1 i radzieckiego Sputnika 3. Składają się z dwóch pierścieni - zewnętrznego i wewnętrznego. W pasie zewnętrznym znajdują się cząstki naładowane (protony, elektrony) pochodzące prawdopodobnie ze Słońca.

Część cząstek naładowanych zostaje wciągnięta przez ziemskie pole magnetyczne i krąży w atmosferze między biegunami (po spiralnych torach, wzdłuż linii pola magnetycznego). Zmiany w ziemskim polu magnetycznym następują wskutek podwyższonej aktywności Słońca. Co pewien czas na naszej gwieździe dochodzi bowiem do burz elektromagnetycznych, które powodują, że wysyłana jest większa porcja promieniowania, czyli cząstek naładowanych. Zaburzenia pola magnetycznego prowadzą czasami do zbliżania się tych cząstek do powierzchni Ziemi. Pobudzają one gazy znajdujące się w atmosferze, które zaczynają świecić, co obserwujemy jako . Zjawisko to można często zobaczyć w okolicach koła podbiegunowego, a czasami również w Polsce.

Pasy wokół Ziemi (nazywane pasami Van Allena) stanowią bardzo ważne zabezpieczenie przed docieraniem cząstek promieniowania kosmicznego o wysokiej energii, które byłyby groźne dla życia na Ziemi.

Każdy magnes jest dipolem, tzn. posiada dwa bieguny: północny (N) i południowy (S).

Wokół magnesu występuje przestrzeń, w której działa siła magnetyczna. Przestrzeń ta nazywana jest polem magnetycznym.

Pole magnetyczne przedstawia się symbolicznie za pomocą linii. Liniom tym nadaje się zwroty od bieguna północnego do południowego.

Bieguny jednoimienne odpychają się, a różnoimienne - przyciągają.

Jeżeli magnes przetniemy na dwie części, to każda z nich stanie się dwubiegunowym magnesem.

Przedmioty wykonane z żelaza, kobaltu, niklu lub zawierające ich domieszki są przyciągane przez magnes. Materiały te nazywamy ferromagnetykami.

Ziemia wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Północny biegun tego pola znajduje się blisko południowego bieguna geograficznego, a południowy biegun tego pola - w pobliżu północnego bieguna geograficznego. Oba bieguny magnetyczne bez przerwy zmieniają swoje położenie.

Arystoteles

Uczeń Platona, autor spójnego systemu wiedzy, który tłumaczy wszystkie aspekty świata ożywionego i nieożywionego. Swoje poglądy przedstawiał w pismach, które dotyczyły różnych dziedzin, tj. filozofii naturalnej, logiki, metafizyki, etyki, polityki, sztuki, retoryki, psychologii, fizyki i biologii.

Tales z Miletu

Tales z Miletu był zamożnym kupcem. Zyskał sławę, ponieważ przepowiedział zaćmienie Słońca (podał tylko rok, a nie dokładną datę). Wzbogacał swoją wiedzę dzięki podróżom, podczas których spotykał uczonych. Nie wiadomo, czy napisał jakieś dzieła, gdyż żadne się nie zachowały.

Materiały, które są silnie przyciągane przez magnes, nazywamy ferromagnetykami. Zaliczane są do nich: żelazo, nikiel, kobalt i niektóre pierwiastki oraz ich stopy, np. stal. W naszym otoczeniu występują pierwiastki, które praktycznie wcale nie reagują na pole magnetyczne: gazy szlachetne, miedź, złoto, krzem, grafit oraz lit, sód i potas. Pierwiastki te dzielą się na diamagnetyki (słabo odpychane) i paramagnetyki (słabo przyciągane). O różnicy między nimi dowiesz się w liceum.

Biegun północny igły magnetycznej skierowany jest ku południowemu biegunowi magnetycznemu. Wskazuje ona zatem północ geograficzną.

Do wyznaczania kierunków geograficznych służy kompas. Wewnątrz znajduje się igła magnetyczna, która ustawia się równolegle do linii ziemskiego pola magnetycznego. Północny biegun igły magnetycznej jest skierowany ku południu magnetycznemu, ponieważ północny biegun igły jest przyciągany przez południowy magnetyczny biegun Ziemi.

# data[].attributes.attachment_link.description
Już w starożytności zaobserwowano, że niektóre ciała przyciągają inne ciała. O ile bursztyn należy potrzeć, aby przyciągał włosy czy skrawki sukna, o tyle magnesy przyciągają zawsze, ale tylko przedmioty wykonane z żelaza. Starożytni odkryli również, że magnes może spowodować, że inne ciało zrobione z żelaza uzyska własności magnetyczne, jeśli tylko będzie znajdowało się wystarczająco blisko magnesu.

# data[].attributes.headline
Działanie silnika prądu stałego - lekcja

# data[].attributes.subject
Działanie silnika prądu stałego - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Z poprzedniej lekcji wiesz, że czynnikiem powodującym przepływ prądu jest napięcie elektryczne. Odgrywa ono rolę analogiczną do różnicy poziomów wody powodujących jej przepływ. Dzisiejsza lekcja przybliży ci to pojęcie. Część rozdziału poświęcimy także opisowi działania niektórych źródeł napięcia elektrycznego.

opisać chaotyczny ruch elektronów w przewodnikach, który staje się uporządkowany pod wpływem przyłożonego napięcia;

obliczać natężenie prądu elektrycznego jako stosunek przenoszonego ładunku elektrycznego do czasu, w którym ten ładunek przepłynął przez badany przekrój poprzeczny przewodnika;

opisać amperomierz jako przyrząd do pomiaru natężenia prądu.

Z poprzedniego rozdziału wiesz, że przepływ prądu to ukierunkowane przemieszczanie się ładunków (elektronów lub jonów). To dryf elektronów poruszających się ruchem chaotycznym. Ruch ten jest skutkiem przyłożonego napięcia. Ale czym jest napięcie elektryczne? Wyobraźmy sobie, że mamy dwie metalowe płytki oddalone od siebie: - jedna naładowana jest ładunkiem dodatnim, a druga - ujemnym. Ładunek dodatni oznacza, że płytka ma niedobór ładunków ujemnych (elektronów), a ładunek ujemny oznacza ich nadmiar.

Co się stanie, gdy obie płytki połączymy przewodnikiem, czyli ciałem, w którym znajdują się elektrony będące w ruchu? Płytka naładowana ujemnie będzie odpychała elektrony w przewodniku, a płytka naładowana dodatnio będzie je przyciągała. Na elektrony w przewodniku będzie działała siła powodująca ich dryf. W przewodniku zatem zaczyna płynąć prąd elektryczny.

Trzeba jednak zwrócić uwagę na dwie sprawy. Z lekcji o dynamice wiesz, że jeżeli ciało uzyska jakąś prędkość, to powinno się ono poruszać tak długo, jak długo jakaś inna siła nie zmieni tego stanu. Czy zatem nie wystarczyłoby wprawić elektrony w dryf i potem odłączyć obie naładowane płytki?

Otóż nie - dryfujące elektrony będą zderzały się z atomami i elektronami swobodnymi w przewodniku, a więc będą traciły energię. W końcu prąd przestanie płynąć. Aby utrzymać przepływ prądu, musimy cały czas dostarczać energię elektronom w przewodniku.

Ponadto jeżeli ujemna płytka odepchnie elektrony w przewodniku, to ujemne ładunki z płytki wejdą na miejsce tych elektronów. Z kolei na drugim końcu przewodnika ujemne ładunki przejdą na dodatnio naładowaną płytkę. Po chwili obie płytki staną się obojętne elektrycznie. Napięcie elektryczne między nimi będzie równe zero, a prąd w przewodniku przestanie płynąć.

Napięcie elektryczne jest więc potrzebne cały czas: aby prąd mógł płynąć w obwodzie, źródło napięcia musi dostarczać energię dryfującym elektronom.

Powyższe rozumowanie przedstawione pokazuje, że ruch ładunków ujemnych odbywa się od płytki naładowanej ujemnie do płytki naładowanej dodatnio. Kiedy jednak odkryto istnienie prądu elektrycznego, nie było wiadomo, co sie porusza i jaki ładunek mają nośniki. W końcu przyjęto, że poruszają się ładunki dodatnie i że prąd płynie od płytki dodatniej do ujemnej. Niektórzy z was na pewno uważają, że te założenia są błędne.

Otóż nie do końca; w przewodnikach prąd to ruch ładunków ujemnych, ale np. w cieczach i gazach mamy do czynienia z ruchem jonów zarówno ujemnych, jak i dodatnich. Jak się domyślacie, w cieczach i w gazach ładunki dodatnie będą płynęły w jedną stronę, a ładunki ujemne - w drugą. Dlatego w dalszym ciągu przyjmujemy, że prąd płynie od bieguna dodatniego do bieguna ujemnego.

Skoro już wiesz, w jakich warunkach płynie prąd elektryczny, pozostaje zastanowić się, jak pozbyć się kłopotu opisanego wyżej, a polegającego na tym, że przepływ prądu spowoduje rozładowanie naszych dwóch płytek, napięcie spadnie do zera i prąd przestanie płynąć. Musimy w jakiś sposób podtrzymywać stan naładowania biegunów źródła napięcia. Z pomocą przyszły nam zjawiska chemiczne, w których dana substancja (stanowiąca tzw. elektrodę) reaguje z cieczą znajdującą się w naczyniu.

Jednym z pierwszych źródeł napięcia było ogniwo Volty (skonstruowane w 1800 r.).

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Do zlewki wypełnionej rozcieńczonym kwasem siarkowym włóż blaszki.

2. Umieścić je blisko siebie.

3. Za pomocą woltomierza sprawdź, która blaszka jest biegunem dodatnim ogniwa, a która - ujemnym.

4. Odłącz woltomierz i podłącz żarówkę. Sprawdź, czy napięcie jest wystarczające do tego, aby żarówka świeciła.

Podsumowanie

Podobne doświadczenie przeprowadził Alessandro Volta w 1800 r. Konstrukcja ogniwa nie jest taka skomplikowana, jak mogłoby się to wydawać na pierwszy rzut oka.
Szczegóły dotyczące reakcji miedzi i cynku z kwasem siarkowym poznaliscie na lekcjach chemii. Na razie wystarczy informacja, że cynk silnie reaguje z kwasem, w wyniku czego dodatnie jony cynku przechodzą do roztworu (elektrolitu), a płytka cynkowa ładuje się ujemnie. W tym samym czasie jony dodatnie znajdujące się w roztworze odbierają ładunki ujemne z elektrody miedzianej. W efekcie ładuje się ona dodatnio. Między elektrodami wytwarza się napięcie elektryczne i po połączeniu obu elektrod przewodnikiem płynie w nim prąd elektryczny. Istotne jest to, że w ogniwach z elektrodą cynkową następuje stopniowy ubytek materiału elektrody ujemnej. W wielu rodzajach ogniw (działających na podobnej zasadzie) elektroda ta stanowi obudowę całego ogniwa. Jeśli takie ogniwo jest długo trzymane w urządzeniu, elektrolit zaczyna wyciekać, co prowadzi często do uszkodzenia mechanizmu.

Ogniwa oraz baterie ogniw są urządzeniami jednorazowego użytku. Z kolei akumulatory to urządzenia, które odwracają proces przechodzenia jonów z elektrody do roztworu.

Napisaliśmy już, że aby utrzymać przepływ prądu, ogniwo musi dostarczać energię elektronom, które tracą ją w wyniku zderzeń z jonami metalu. Tracona energia powoduje szybszy ruch drgający jonów i większą amplitudę drgań. W efekcie przewodnik wydziela ciepło, a nawet może zacząć świecić.

Skonstruuj obwód elektryczny składający się ze źródła napięcia (ogniwa lub baterii ogniw) i odbiornika (żarówki elektrycznej). Po zamknięciu obwodu zauważysz, że odbiornik wydziela energię cieplną i światło. Żarówka nagrzewa się i świeci.

Mężczyzna wnosi wodę w wiadrze. Mężczyzna wylewa wodę z wiadra do pierwszego zbiornika. Woda spływa w rurze i napełnia drugi zbiornik. Gdy drugi zbiornik jest pełny, woda wylewa się z niego wprawiając w ruch koło. Z kolei koło wprawi w ruch kamień szlifierski.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Mężczyzna wnosi wodę w wiadrze. Mężczyzna wylewa wodę z wiadra do pierwszego zbiornika. Woda spływa w rurze i napełnia drugi zbiornik. Gdy drugi zbiornik jest pełny, woda wylewa się z niego wprawiając w ruch koło. Z kolei koło wprawi w ruch kamień szlifierski.

Przeanalizujmy przemiany energii. Człowiek wnosząc wodę wykonuje pracę, a jej skutkiem jest wzrost energii potencjalnej wody. Woda tracąc zgromadzoną energię, spływa do koła zamachowego, które obraca kamień szlifierski. Kamień ostrzy nóż, który nagrzewa się w wyniku tarcia. Energia potencjalna wody została zamieniona na pracę użyteczną. Przy założeniu, że nie ma dodatkowych strat energii, praca wykonywana przez mężczyznę podczas wnoszenia wody i ta spożytkowana na naostrzenie noża wraz z emitowanym ciepłem są sobie równe.

W ogniwie elektrycznym energia chemiczna jest przetwarzana w energię elektryczną.
To zagadnienie omówimy dokładniej podczas następnych lekcji.

1. Ogniwo 1,5 V (tzw. paluszek).

2. Bateria składająca się z trzech ogniw o napięciu 1,5 V każde i dająca napięcie 4,5 V (tzw. bateria płaska).

3. Akumulator do telefonu komórkowego o napięciu 3,7 V (widok dwustronny).

Ogniwo galwaniczne.
Pod koniec XVIII wieku Włoch Luigi Galvani odkrył zjawisko, które nazwał „elektrycznością zwierzęcą". Zaobserwował, że odpowiednio spreparowane żabie udko się kurczy na skutek dotknięcia go dwoma różnymi metalami, połączonymi ze sobą jednym końcem. W 1800 roku włoski fizyk Alessandro Volta zainspirowany tymi badaniami, skonstruował pierwsze użyteczne ogniwo elektryczne. Od nazwiska tego uczonego pochodzi nazwa jednostki napięcia elektrycznego w układzie SI, oznaczana literą „V". Ogniwa zbudowane w układzie dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie określa się mianem ogniw galwanicznych. Baterie składają się z ogniw połączonych szeregowo lub równolegle.

Na co dzień używamy różnych rodzajów źródeł napięcia; wiele z nich to źródła przenośne.

Ogniwa, baterie lub akumulatory, czyli powszechnie stosowane źródła energii prądu stałego, zamieniają energię chemiczną na pracę związaną z przeniesieniem ładunku elektrycznego przez przewodnik. Wytworzone napięcie elektryczne powoduje, że ładunek jest przenoszony wzdłuż przewodnika.

Nauka obsługi miernika uniwersalnego i doskonalenie umiejętności pomiaru napięcia.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Zapoznaj się z filmem przedstawiającym instrukcję obsługi woltomierza. Podłącz przewody do miernika i ustaw pokrętło na odpowiednim zakresie.

2. Zmierz napięcie wytwarzane przez ogniwa i jabłko.

3. Porównaj odczytane wartości.

4. Wbij metalowe płytki w jabłko.

5. Zmierz napięcie między płytkami.

6. Zanotuj wartość zmierzonego napięcia.

7. Połącz końce żarówki z działającym ogniwem, a następnie z płytkami wbitymi w jabłko.

8. Odnotuj swoje obserwacje.

Podsumowanie

Dzięki porównaniu wyników pomiarów napięcia wytwarzanego przez ogniwa i między płytkami wbitymi w jabłko udało ci się zaobserwować różnicę w odnotowanych wartościach. Napięcie wytworzone przez jabłko jest małe i nie wystarcza do tego, aby żarówka się zaświeciła.

1. Źródłami napięcia stałego są ogniwa, baterie lub akumulatory, które zamieniają energię reakcji chemicznych na energię elektryczną.

2. Jednym z pierwszych źródeł energii chemicznej było ogniwo Volty, skonstruowane w 1800 r.

3. Jednostką napięcia elektrycznego w układzie SI jest wolt (V); .
Wolt (1 V) odpowiada liczbowo pracy jednego dżula (1 J), która potrzebna jest do przeniesienia ładunku jednego kulomba (1 C) między dwoma punktami przewodnika.

4. Woltomierz jest przyrządem służącym do pomiaru napięcia elektrycznego między dwoma punktami. Do obwodu elektrycznego woltomierz włączamy równolegle.

Wykonaj poniższe doświadczenie i opisz jego wynik.

Konstrukcja własnego źródła napięcia.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Do naczynia wsyp sól i nalej coli.

2. Poczekaj, aż cola przestanie się pienić.

3. Folię aluminiową i ręcznik papierowy złóż w wąskie paski.

4. Na przygotowanych paskach obrysuj monety, a następnie wytnij powstałe kółka.

5. Papierowe kółka nasącz colą z solą.

6. Na monecie połóż nasączony papier, a na nim umieść folię aluminiową.

7. Zmierz napięcie między monetą a folią aluminiową.

8. Ułóż kolejną warstwę (tj. moneta, papier, folia) i ponownie dokonaj pomiaru napięcia.

9. Powtórz czynność, tak aby uzyskać co najmniej pięć warstw.

Podsumowanie

Zapisz wyniki swoich pomiarów i odpowiedz na poniższe pytania.

1. Co wpływa na napięcie elektryczne, którego źródłem jest twoja bateria?

2. Co można zrobić, by twoja bateria była źródłem o wyższym napięciu elektrycznym?

3. Porównaj uzyskane napięcie z napięciem ogniw i baterii dostępnych w sklepie.

Oblicz napięcie źródła podłączonego do obwodu, jeżeli przeniesienie ładunku 5 C wymagało wykonania pracy o wartości 6 J.

Alessandro Volta

Włoski fizyk i wynalazca, odkrywca metanu, konstruktor elektroskopu i pierwszego kondensatora, profesor uniwersytetu w Pawii. W 1800 r. zaprezentował ogniwo, które nazwano ogniwem Volty.

- napięcie (różnica potencjałów) między dwoma punktami przewodnika; jest równe stosunkowi pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku () między tymi punktami przewodnika do tego ładunku.

Do pomiaru napięcia służy , który do obwodu elektrycznego zawsze podłączamy równolegle. Wynika to z tego, że woltomierz najczęściej mierzy napięcie między końcami przewodnika.

# data[].attributes.attachment_link.description
Z poprzedniej lekcji wiesz, że czynnikiem powodującym przepływ prądu jest napięcie elektryczne. Odgrywa ono rolę analogiczną do różnicy poziomów wody powodujących jej przepływ. Dzisiejsza lekcja przybliży ci to pojęcie. Część rozdziału poświęcimy także opisowi działania niektórych źródeł napięcia elektrycznego.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Szklana płytka potarta o suchy papier naelektryzowała się dodatnio.

1. Napisz, jakie cząstki zostały wymienione między papierem a szkłem.

2. Czy zostały one przeniesione z papieru na szkło, czy - ze szkła na papier?

3. Czy papier też się naelektryzował?

Podczas projektowania obudowy urządzenia elektrycznego należy zadbać o bezpieczeństwo użytkowników. Spośród wymienionych substancji wskaż dwie, z których można wykonać taką obudowę: żelazo, guma, plastik, bawełna, bibuła, miedź, porcelana, aluminium. Uzasadnij swój wybór. Odwołaj się do właściwości wybranego materiału.

# data[].attributes.attachment_link.description
Szklana płytka potarta o suchy papier naelektryzowała się dodatnio. Napisz, jakie cząstki zostały wymienione między papierem a szkłem. Czy zostały one przeniesione z papieru na szkło, czy - ze szkła na papier? Czy papier też się naelektryzował? Podczas projektowania obudowy urządzenia elektrycznego należy zadbać o bezpieczeństwo użytkowników.

# data[].attributes.headline
Sprawdzian wiadomości z działu o prądzie elektrycznym

# data[].attributes.subject
Sprawdzian wiadomości z działu o prądzie elektrycznym

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań przygotuj kartkę papieru i przybory do pisania. Może przydać się również kalkulator.

Narysuj schemat obwodu, jaki należy zbudować, aby wyznaczyć moc żarówki. Użyj właściwych symboli graficznych oraz sporządź spis użytych elementów i przyrządów.

Na czajniku elektrycznym znajduje się napis: „230 V, 2 kW".

1. Zapisz nazwy wielkości fizycznych, których wartość podana jest w tym opisie.

2. Oblicz energię (w kWh) pobraną przez ten czajnik w ciągu 5 minut.

3. Oblicz natężenie prądu płynącego przez grzałkę czajnika.

Do źródła napięcia 12 V przyłączono dwie jednakowe żarówki połączone szeregowo. W żarówkach tych popłynął prąd o natężeniu 0,5 A.

1. Oblicz opór układu żarówek.

2. Jaką wartość osiągnie prąd w tym obwodzie, gdy pozostawimy w nim tylko jedną żarówkę? Odpowiedź uzasadnij.

# data[].attributes.attachment_link.description
Przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań przygotuj kartkę papieru i przybory do pisania. Może przydać się również kalkulator. Narysuj schemat obwodu, jaki należy zbudować, aby wyznaczyć moc żarówki. Użyj właściwych symboli graficznych oraz sporządź spis użytych elementów i przyrządów. Na czajniku elektrycznym znajduje się napis: „230 V, 2 kW".

# data[].attributes.headline
Podsumowanie wiadomości z elektrostatyki - lekcja

# data[].attributes.subject
Podsumowanie wiadomości z elektrostatyki - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W tym dziale przedstawiliśmy informacje o ładunkach elektrycznych, ich pochodzeniu, rodzajach oraz prawach rządzących oddziaływaniami między tymi ładunkami. Pokazaliśmy, jak można przekonać się o istnieniu ładunków i sprawdzić, od czego zależy siła ich wzajemnego oddziaływania. Podaliśmy klasyfikację materiałów ze względu na właściwości elektryczne oraz przedstawiliśmy przykłady izolatorów i przewodników elektrycznych.

Ciała można elektryzować przez:

1. Elektryzowanie ciał przez tarcie polega na pocieraniu (oddziaływaniu mechanicznym) o siebie dwóch ciał, pierwotnie obojętnych elektrycznie. Pewna liczba elektronów (obdarzonych ładunkiem ujemnym) przechodzi wtedy z jednego ciała do drugiego. W efekcie na jednym ciele powstanie nadmiar elektronów, czyli ładunku ujemnego, a na drugim - nadmiar ładunku dodatniego (niedobór elektronów). Ostatecznie oba ciała są naelektryzowane ładunkami o tej samej wartości, ale przeciwnym znaku.

2. Elektryzowanie przez dotyk polega na dotknięciu ciała pozbawionego ładunku ciałem naelektryzowanym. Jeżeli jest ono naładowane dodatnio, to elektrony przechodzą z ciała obojętnego elektrycznie na ciało naelektryzowane. Jeżeli naelektryzowane ciało jest naładowane ujemnie, to elektrony przechodzą z niego na ciało obojętne elektrycznie. W efekcie na obu ciałach gromadzi się ładunek elektryczny tego samego znaku.
Uwaga: elektryzowanie przez dotyk musi być poprzedzone przemieszczeniem się ładunku w ciele, które chcemy naelektryzować.

3. *Elektryzowanie przez indukcję polega na zbliżeniu (na pewną odległość) ciała naładowanego do innego ciała. W efekcie następuje przemieszczanie się elektronów swobodnych: bliżej ciała naelektryzowanego gromadzi się (indukuje) ładunek o znaku przeciwnym niż ładunek ciała naelektryzowanego, a na przeciwnej stronie tego ciała - ładunek mający taki sam znak. Efekt ten znika, gdy oddalimy ciało naelektryzowane.

Materia zbudowana jest z ogromnej liczby atomów, a te składają się z cząstek elementarnych. Niektóre z nich są obdarzone ładunkiem elektrycznym:

W ciele obojętnym elektrycznie liczba elektronów jest równa liczbie protonów.
W ciele naładowanym ujemnie liczba elektronów jest większa od liczby protonów.
W ciele naładowanym dodatnio liczba elektronów jest mniejsza od liczy protonów.
Ładunek elektryczny oznaczany jest najczęściej literą lub .
Jednostką ładunku elektrycznego jest kulomb; oznaczmy go literką „ C ".

1. Ciała obdarzone ładunkiem elektrycznym oddziałują wzajemnie jeden na drugi siłą elektrostatyczną:

gdy ich ładunki są tego samego znaku (jednoimienne), ciała się odpychają;

gdy ich ładunki są przeciwnego znaku (różnoimienne), ciała się przyciągają.

2. Oddziaływanie elektrostatyczne jest wzajemne.

3. Wartość siły elektrycznej zależy zarówno od wartości ładunku zgromadzonego na ciałach, jak i o dodległości między nimi:

im większa wartość ładunku, tym większa siła elektrostatyczna;

im większa odległość między ciałami, tym mniejsza siła elektrostatyczna.

4. Prawo wiążące siłę elektrostatyczną z wartością ładunków i odległością między naelektryzowanymi ciałami nazywamy prawem Coulomba.

Siła wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych i jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Twierdzenie to można zapisać za pomocą wzoru:

Z prawa Coulomba wynika, że gdy odległość ładunków jest stała, to siła wzajemnego oddziaływania rośnie tyle razy ile razy wzrośnie każdy ładunek - gdy każdy z nich wzrośnie np. dwa razy, to siła wzrośnie 4 razy, gdy tylko jeden wzrośnie np 3 razy, to siła wzrośnie 3 razy. Przy stałej wartości ładunków siła maleje ze wzrostem odległości - np. dwukrotny wzrost odległości powoduje czterokrotne zmniejszenie wartości siły.

1. Ładunki elektryczne nie giną ani nie można ich stworzyć - mogą jedynie się przemieszczać.

2. W układach izolowanych sumaryczny ładunek elektryczny (algebraiczna suma ładunków dodatnich i ujemnych) nie ulega zmianie.

3. Dwa powyższe stwierdzenia są niezależnymi sformułowaniami zasady zachowania ładunku; każde z nich podkreśla jej inny aspekt.

4. W układzie izolowanym elektrycznie nie dochodzi do wymiany ładunków z otoczeniem.

5. Zasada zachowania ładunku pozwala wyjaśnić przebieg wielu zjawisk, do których należą: elektryzowanie ciał (przez tarcie, dotyk i indukcję), zasady rządzące przepływem prądu elektrycznego (pierwsze prawo Kirchhoffa) i wiele zjawisk w mikroświecie, np. reakcje jądrowe.

1. Ze względu na łatwość, z jaką ciała przewodzą prąd elektryczny, dzielimy je na:

2. Przewodniki to ciała dobrze przewodzące prąd, zawierające cząstki naładowane, które mogą się swobodnie wewnątrz nich przemieszczać. Cząstki te nazywamy nośnikami prądu.
Przewodnikami są:

metale (złoto, srebro, miedź, glin) - nośnikami prądu są w nich elektrony;

elektrolity, czyli ciecze przewodzące prąd (roztwory kwasów, zasad i soli, w tym płyny ustrojowe organizmów żywych), a nośnikami prądu są w nich jony;

zjonizowane gazy (gazy zamknięte w świetlówkach i lampach neonowych, iskra, błyskawica) - nośnikami prądu są w nich elektrony i jony.

3. Izolatory to substancje, które nie przewodzą prądu elektrycznego. Cząstki obdarzone ładunkiem nie mogą się w nich swobodnie przemieszczać;

do izolatorów zalicza się m.in. gumę, szkło, styropian, papier, suche drewno, tworzywa sztuczne i suche powietrze;

izolatory znajdują szerokie zastosowanie jako materiały zabezpieczające przed porażeniem prądem elektrycznym.

4. *Półprzewodnik to materiał wykazujący właściwości przewodnika oraz izolatora.

przykładem półprzewodników są krzem i german;

najważniejszą cechą półprzewodników jest to, że możemy zmieniać ich zdolność przewodzenia prądu przez wprowadzenie pewnych domieszek;

półprzewodniki znalazły zastosowanie głównie w przemyśle - wykorzystuje się je do wyrobu elementów elektronicznych takich jak tranzystory, diody, układy scalone i elementy pamięci;

zdolność przewodzenia prądu przez półprzewodniki rośnie wraz ze wzrostem temperatury (odwrotnie niż u przewodników). Dzieje się tak, ponieważ ze wzrostem temperatury wzrasta liczba swobodnych nośników ładunku.

Plastikowa linijka potarta o wełniany szalik naelektryzowała się ujemnie.

1. Napisz, jakie cząstki elementarne zostały przemieszczone miedzy linijką a szalikiem.

2. Zostały one przeniesione z szalika na linijkę czy odwrotnie?

3. Czy szalik też się naelektryzował? Jeśli tak, to jakiego znaku i jakiej wartości jest ładunek uzyskany przez szalik?

W podręczniku biologii napisano: „Zapylanie kwiatów zależy od owadów przenoszących ziarenka pyłku z kwiatu na kwiat. Jeden ze sposobów, w jaki pszczoły mogą to zrobić, polega na elektrostatycznym zbieraniu ziaren pyłku. Pszczoły są zwykle naładowane dodatnio. Gdy pszczoła zawisa w pobliżu pylnika kwiatu, ziarenka pyłku padają na pszczołę i są przez nią przenoszone do następnego kwiatu".

1. Wyjaśnij, dlaczego ziarenka pyłku spadają na pszczołę.

2. Czy ziarenko pyłku ma kontakt elektryczny z ciałem pszczoły? Wskazówka: zastanów się, jaki ładunek elektryczny miałoby ziarenko połączone z pszczołą.

*Aby zapobiec elektryzowaniu się ubrań lub sprzętu elektronicznego, stosuje się różne środki antyelektrostatyczne. Powinny być one przewodnikami czy izolatorami? Odpowiedź uzasadnij.

Ładunek elementarny to najmniejsza porcja ładunku, jaką można przenieść z jednego ciała na drugie. Oznaczamy go literą „". Ładunek elementary jest równy wartości ładunku, jaki posiadają elektron lub proton, i wynosi .
Wartość każdego ładunku elektrycznego jest wielokrotnością ładunku elementarnego:

# data[].attributes.attachment_link.description
W tym dziale przedstawiliśmy informacje o ładunkach elektrycznych, ich pochodzeniu, rodzajach oraz prawach rządzących oddziaływaniami między tymi ładunkami. Pokazaliśmy, jak można przekonać się o istnieniu ładunków i sprawdzić, od czego zależy siła ich wzajemnego oddziaływania. Podaliśmy klasyfikację materiałów ze względu na właściwości elektryczne oraz przedstawiliśmy przykłady izolatorów i przewodników elektrycznych.

# data[].attributes.headline
Przewodniki i izolatory prądu elektrycznego. Przepływ prądu w przewodnikach - lekcja

# data[].attributes.subject
Przewodniki i izolatory prądu elektrycznego. Przepływ prądu w przewodnikach - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Dlaczego w domowych instalacjach elektrycznych przewody wykonane są z miedzi lub aluminium, ale nigdy z drewna? Czy prąd elektryczny może płynąć w substancjach nie będących metalami? Co odróżnia przewodnik od izolatora?

udowodnić gromadzenie się na ciałach ładunków elektrycznych;

wujaśnić, dlaczego między stykającymi się ciałami stałymi mogą przemieszczać się elektrony;

wyjaśnić, że ciała można elektryzować przez tarcie, dotyk i indukcję;

opisać budowe jądra atomowego;

opisać jon jako atom, który ma nadmiar lub niedobor elektronów.

podawać przykłady przewodników i izolatorów prądu elektrycznego;

podawać i opisywać przykłady zastosowania przewodników i izolatorów prądu elektrycznego;

opisywać warunki przepływu prądu w przewodnikach.

Aby domowe urządzenia elektryczne mogły działać, potrzebna jest energia. Dostarczana jest ona za pośrednictwem sieci elektrycznej. Materiały metaliczne (dobrze przewodzące prąd elektryczny), z których zbudowane są przewody elektryczne, określamy w fizyce mianem. Prąd elektryczny może tam płynąć dzięki istnieniu elektronów swobodnych (mogących się poruszać). Prąd elektryczny może także płynąć przez niektóre ciecze - nazywamy je. W takiej cieczy poruszać się mogą jony zarówno dodatnie, jak i ujemne. Z kolei to materiał, który nie przewodzi prądu elektrycznego.

1.1. Przewodniki metaliczne (elektronowe)

Zastanów się, co znajduje się pod gumową otoczką przewodów doprowadzających prąd elektryczny do komputera, telewizora lub innych urządzeń gospodarstwa domowego. Po jej usunięciu widać złotawy metal - to miedź.

Piorunochron to instalacja, która ma chronić obiekty przed skutkami wyładowań atmosferycznych. Gdyby twoim zadaniem było zabezpieczenie domu przed uderzeniem pioruna, to z jakiego materiału byłby wykonany twój piorunochron: dobrego przewodnika czy izolatora? Odpowiedź uzasadnij. Spróbuj sporządzić projekt takiej instalacji.

Typowy kabel (przewód instalacyjny) domowej instalacji elektrycznej składa się zwykle z trzech żył miedzianych (w starszych instalacjach - z żył aluminiowych) izolowanych od siebie, umieszczonych w zewnętrznej powłoce ochronnej. Każda z żył pełni określoną funkcję. Brązowy kolor izolacji oznacza żyłę, która podczas pracy znajduje się pod napięciem elektrycznym. Jest to tzw. przewód fazowy. Jego dotknięcie grozi śmiercią! Przewód, który zawsze jest koloru żółto‑zielonego, nazywany jest przewodem ochronnym. Jego rolą jest zabezpieczenie przed porażeniem prądem elektrycznym (uziemienie). Kolorem niebieskim oznacza się przewód neutralny (tzw. zero robocze).

Metale oraz ich stopy są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego i ciepła. Do tej grupy zaliczają się m.in. złoto, srebro, platyna, miedź, aluminium, rtęć, stal i żeliwo. Co sprawia, że mają one takie właściwości?

W centrum atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, wokół którego krążą elektrony. W metalach elektrony najdalszych powłok, tzw. elektrony walencyjne, mogą się łatwo odłączyć (działanie jądra na taki elektron jest bardzo słabe). Po odłączeniu stają się one elektronami swobodnymi, które mogą przemieszczać się w objętości przewodnika, tak jak można to było zaobserwować w doświadczeniu z „tresowaniem puszki".

1.2. Przewodniki jonowe

Przewodnictwo jonowe możliwe jest również w niektórych ciałach stałych, np. w szkle. Szkło w normalnych warunkach jest izolatorem, jednak wraz ze wzrostem temperatury staje się przewodnikiem jonowym.

Przewodnictwo w gazach właściwie niczym się nie różni od przewodnictwa w cieczach: gaz (lub mieszanina gazów) może przewodzić prąd elektryczny, jeśli ma swobodne nośniki ładunków - jony lub elektrony. Cząsteczki te powstają w wyniku zjawiska jonizacji, które zachodzi pod wpływem wysokiej temperatury lub obecności pola elektrycznego.

Przykładami zjonizowanej mieszaniny gazów są płomień świecy lub korona słoneczna.

Przewodnictwo jonowe możliwe jest również w gazach i ich mieszaninach.

Budowa akumulatora.
Pod maską samochodu znajduje się akumulator (najczęściej ołowiowy). Pod jego zewnętrzną obudową mieszczą się dwa rodzaje płyt - jedne są pokryte grubą warstwą dwutlenku ołowiu (PbOIndeks dolny 2 ₂), a drugie są wykonane z metalicznego ołowiu. W naładowanym akumulatorze płyty ołowiane są zanurzone w wodnym roztworze kwasu siarkowego (o stężeniu 37%). Płyty pokryte dwutlenkiem ołowiupełnią funkcję elektrod dodatnich, a płyty pokryte ołowiem (Pb) - elektrod ujemnych.

Ze względu na łatwość, z jaką ciała przewodzą prąd elektryczny, dzielimy je na przewodniki i izolatory.

O właściwościach elektrycznych ciał decyduje ich budowa wewnętrzna. Ważną rolę odgrywają elektrony walencyjne.

Elektron walencyjny to elektron znajdujący się na ostatniej (najbardziej zewnętrznej) powłoce atomu. Liczba elektronów walencyjnych oraz to, jak mocno są one związane z rdzeniem atomu, wpływają na wiele własności fizycznych pierwiastka, m.in. na przewodnictwo cieplne i elektryczne.

Przewodnictwo może być elektronowe lub jonowe.

Przewodnik elektronowy to ciało, w którym ładunek elektryczny przenoszą elektrony walencyjne. Do przewodników elektronowych zaliczamy głównie metale, m.in.: miedź, aluminium, żelazo i złoto.

W przewodniku jonowym nośnikami ładunku są jony dodatnie lub ujemne. Przepływowi prądu elektrycznego towarzyszy widoczny transport masy. Przewodnictwo jonowe zachodzi w cieczach, ciałach stałych i gazach.

Ciecze, które przewodzą prąd elektryczny, to elektrolity.

Elektrolity zapewniają przepływ prądu elektrycznego w ogniwach i bateriach elektrycznych oraz akumulatorach samochodowych.

Aby gaz mógł być przewodnikiem prądu elektrycznego, musi zostać wcześniej zjonizowany.

Jonizacja gazu to zjawisko przekształcania atomów (cząsteczek) gazu w jony; zachodzi pod wpływem czynników zewnętrznych - temperatury, promieniowania lub pola elektrycznego.

Przewodnictwo jonowe gazów znalazło zastosowanie w technice oświetleniowej (świetlówki, lampy neonowe).

Izolator to substancja, która nie przewodzi prądu elektrycznego i charakteryzuje się niską koncentracją nośników ładunku. Do izolatorów zalicza się m.in.: gumę, styropian, suche drewno, wodę destylowaną i suche powietrze.

Izolatory znajdują szerokie zastosowanie jako materiały zabezpieczające przed porażeniem prądem elektrycznym. Należą do nich: guma, szkło, suche drewno, tworzywa sztuczne.

Istnieje jeszcze jedna klasa materiałów - tzw. półprzewodniki. Półprzewodnik to materiał, który przewodzi prąd elektryczny gorzej niż przewodnik, ale lepiej niż izolator. Najważniejszą cechą półprzewodników jest to, że możemy zmieniać te właściwości przez wprowadzenie pewnej liczby domieszek. Półprzewodniki (krzem, german) znalazły zastosowanie głównie w produkcji elementów elektronicznych, takich jak tranzystory, diody, układy scalone i elementy pamięci. Istotną cechą wszystkich półprzewodników ich zdolność przewodzenia prądu, która rośnie wraz ze wzrostem temperatury (odwrotnie niż w przewodnikach). Wynika to z tego, że im wyższa temperatura, tym większa liczba swobodnych nośników ładunku.

Podczas rozładowywania akumulatora na obu elektrodach gromadzi się siarczan ołowiu (II). W efekcie maleje stężenie kwasu siarkowego w roztworze. Napięcie naładowanego ogniwa ołowiowego jest równe ok. 2,2 V. W trakcie rozładowywania napięcie maleje do 2 V i wartość ta jest utrzymywana prawie do całkowitego rozładowania akumulatora. Napięcie elektryczne wytwarzane przez jedno ogniwo wynosi jedynie 2 V. Dlatego w akumulatorach samochodowych łączy się szeregowo sześć takich ogniw, dzięki czemu łączne napięcie wyjściowe wynosi 12 V.

W przeciwieństwie do przewodników izolatory ( dielektryki) nie mają swobodnych nośników ładunku elektrycznego (elektronów lub jonów), które mogłyby się swobodnie w nich przemieszczać. Dzieje się tak, ponieważ jądro atomowe i elektrony silnie na siebie oddziałują. Izolatorami mogą być ciała stałe, ciecze oraz gazy.

Półprzewodnik.
Półprzewodniki są materiałami, które przewodzą prąd gorzej niż przewodniki, ale lepiej niż izolatory. Najważniejszą cechą półprzewodników jest to, że możemy zmieniać ich właściwości przez wprowadzenie domieszek (atomów pierwiastkówz 3. lub 5. grupy układu okresowego). W ten sposób możemy otrzymać materiały, z których buduje się diody (również świecące), tranzystory, układy scalone, elementy pamięci do komputerów lub baterie fotowoltaiczne (za ich pomocą możemy zamieniać energię słoneczną na energię elektryczną). We wszystkich półprzewodnikach opór maleje ze wzrostem temperatury (odwrotnie niż w przewodnikach). Wynika to z tego, że wraz ze wzrostem temperatury rośnie liczba swobodnych nośników ładunku.

Najpowszechniej wykorzystywanym półprzewodnikiem jest krzem.

Karol Olszewski

Polski fizyk i chemik, prekursor badań dotyczących niskich temperatur. Jako pierwszy skroplił tlen, azot i argon.

# data[].attributes.attachment_link.title
Przewodniki i izolatory prądu elektrycznego. Przepływ prądu w przewodnikach

# data[].attributes.attachment_link.description
Dlaczego w domowych instalacjach elektrycznych przewody wykonane są z miedzi lub aluminium, ale nigdy z drewna? Czy prąd elektryczny może płynąć w substancjach nie będących metalami? Co odróżnia przewodnik od izolatora?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W praktyce wykorzystujemy różne elementy, przez które płynie prąd elektryczny. Wiele z tych urządzeń produkujemy w bardzo dużych ilościach. Niektóre elementy takich urządzeń są bardzo duże, dlatego bardzo często używamy oznaczeń schematycznych. Dzięki temu nawet skomplikowany układ będzie można przedstawić na niewielkiej kartce. Umiejętność rysowania schematów jest istotna przy badaniu zależności pomiędzy wielkościami opisującymi obwód elektryczny. Jak wyglądają schematyczne oznaczenia różnych elementów i jak zbadać zależność natężenia prądu od napięcia elektrycznego? Dowiesz się tego na dzisiejszej lekcji.

podawać znaczenie pojęć „napięcie elektryczne" i „natężenie prądu elektrycznego";

podać jednostkę natężenia prądu elektrycznego - amper (A);

podać jednostkę napięcia elektrycznego - wolt (V);

opisać amperomierz jako przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego, a woltomierz - jako przyrząd służący do pomiaru napięcia elektrycznego;

opisać ogniwa, baterie oraz akumulatory jako źródła napięcia elektrycznego.

przedstawiać wybrane elementy obwodów elektrycznych (ogniwo, opornik, żarówkę, wyłącznik, amperomierz i woltomierz) przy użyciu symboli graficznych;

poprawnie odczytywać i rysować schematy prostych obwodów elektrycznych;

budować obwody elektryczne zgodnie z danymi schematami;

zbudować obwód do badania zależności natężenia prądu płynącego przez odcinek obwodu (opornik) od napięcia między końcami tego odcinka i wykonać doświadczalnie badanie tej zależności.

Każde urządzenie elektryczne to połączony układ zespołów, podzespołów lub elementów elektrycznych (elektronicznych), które wyznaczają zamkniętą drogę przepływu prądu elektrycznego, nazywaną .

Aby układ elektryczny spełniał swoje zadania, musi zostać wcześniej odpowiednio zaprojektowany. Najpierw rysuje się schemat takiego obwodu, a następnie oblicza jego parametry. Gdy nastąpi awaria i układ przestanie działać prawidłowo, dzięki schematycznym rysunkom przedstawiającym elementy obwodu będzie można usunąć uszkodzenie. Układ zobrazowany za pomocą symboli graficznych nazywamy schematem obwodu elektrycznego schematem obwodu elektrycznego .

Woltomierz włączamy równolegle do elementu obwodu, ponieważ tym urządzeniem mierzymy napięcie między końcami elementu. Amperomierz włączamy szeregowo, ponieważ natężenie prądu jest jednakowe w każdym punkcie układu szeregowego. Jeżeli w obwodzie znajdą się trzy oporniki połączone szeregowo, to niezależnie od tego, gdzie włączymy amperomierz (przed pierwszym z nich, między pierwszym a drugim, między drugim a trzecim czy za trzecim) natężenie prądu będzie takie samo.

Dlaczego natężenie prądu w układzie szeregowym będzie wszędzie takie samo? Co by się stało, gdyby natężenia były różne?

Na schemacie woltomierz jest podłączony do opornika równolegle, a amperomierz - szeregowo (wraz z innymi elementami obwodu).

Problem badawczy Hipoteza Co będzie potrzebne Instrukcja

W zeszycie napisz podsumowanie doświadczenia. Porównaj ze sobą wyniki zapisane w ostatnim wierszu tabelki. Jaki nasuwa się wniosek? Sporządź w zeszycie wykres: na osi poziomej odłóż wartość napięcia elektrycznego (U), a na osi pionowej - wartość natężenia (I). Jakich jednostek użyjesz do oznaczenia osi poziomej, a jakich - do oznaczenia osi pionowej? Pamiętaj o tym, że każdy pomiar jest obarczony niepewnością, zatem nie można rysować linii łamanej od punktu do punktu.

Obwody elektryczne to układy elementów (przewodów, źródeł napięć, odbiorników, wyłączników) połączone w taki sposób, aby umożliwić przepływ prądu elektrycznego.

Amperomierz to przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego; do obwodów włączany jest szeregowo.

Woltomierz to przyrząd służący do pomiaru napięcia elektrycznego; do obwodów włączany jest równolegle.

Prąd może płynąć tylko w zamkniętych obwodach elektrycznych.

symboli graficznych Schemat obwodu elektrycznego to szkic wykonany za pomocą symboli graficznych , pozwalający przedstawić wszystkie elementy obwodu elektrycznego i ich połączenia.

Natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez odbiornik jest wprost proporcjonalne do napięcia elektrycznego mierzonego między jego końcami.

Zależność, w której wzrost jednej wielkości pociąga za sobą proporcjonalny wzrost drugiej, nazywamy zależnością wprost proporcjonalną.

Rozejrzyj się po klasie, w której odbywa się lekcja. Zidentyfikuj jak najwięcej elementów obwodów elektrycznych.

Narysuj schemat obwodu elektrycznego, który jest zgodny z rysunkiem poniżej.

Za pomocą symboli graficznych możemy opisać budowę i przeznaczenie elementów . Schematy są niezwykle przydatne, gdyż słowny opis budowy i zasady działania byłby zdecydowanie dłuższy niż jednostronicowy schemat. Dla osób, które nie potrafią poprawnie odczytać schematów, są one trudne do zrozumienia. Elektromonterzy czy elektrycy bez trudu dają sobie radę z interpretacją schematów - bez nich budowanie układów elektronicznych, naprawa urządzeń lub ich konserwacja byłyby bardzo trudne.

Nie wszystkie schematy obwodów elektrycznych są tak skomplikowane jak schemat zasilacza. Tak naprawdę wszystko zależy od złożoności urządzenia. W poniższej tabeli przedstawiono symbole graficzne elementów niezbędnych do sporządzenia schematów prostych obwodów elektrycznych.

Wśród symboli graficznych przedstawiających elementy obwodów elektrycznych nie znajdziemy symbolu żadnego urządzenia. Czasami jednak trzeba je uwzględnić w schemacie - tak jak np. w powyższym ćwiczeniu. Wówczas możemy narysować dane urządzenie według własnego uznania. Pamiętajmy jednak, że nasz rysunek powinien być czytelny i jednoznaczny.

Dane zapisane w tabelce i sporządzony wykres zależności natężenia od napięcia wskazują na to, że natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez odbiornik jest wprost proporcjonalne do napięcia mierzonego na jego końcach. Za pomocą pomiarów fizycy udowodnili prawdziwość tej tezy. Jednym z nich był Georg Ohm - od jego nazwiska stwierdzenie to nazywamy prawem Ohma. Więcej na ten temat dowiesz się z kolejnej lekcji.

# data[].attributes.attachment_link.title
Badanie zależności między natężeniem prądu a napięciem elektrycznym w obwodzie

# data[].attributes.attachment_link.description
W praktyce wykorzystujemy różne elementy, przez które płynie prąd elektryczny. Wiele z tych urządzeń produkujemy w bardzo dużych ilościach. Niektóre elementy takich urządzeń są bardzo duże, dlatego bardzo często używamy oznaczeń schematycznych. Dzięki temu nawet skomplikowany układ będzie można przedstawić na niewielkiej kartce. Umiejętność rysowania schematów jest istotna przy badaniu zależności pomiędzy wielkościami opisującymi obwód elektryczny.

# data[].attributes.headline
Badanie zależności między natężeniem prądu a napięciem elektrycznym w obwodzie - lekcja

# data[].attributes.subject
Badanie zależności między natężeniem prądu a napięciem elektrycznym w obwodzie - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W praktyce wykorzystujemy różne elementy, przez które płynie prąd elektryczny. Wiele z tych urządzeń produkujemy w bardzo dużych ilościach. Niektóre elementy takich urządzeń są bardzo duże, dlatego bardzo często używamy oznaczeń schematycznych. Dzięki temu nawet skomplikowany układ będzie można przedstawić na niewielkiej kartce. Umiejętność rysowania schematów jest istotna przy badaniu zależności pomiędzy wielkościami opisującymi obwód elektryczny. Jak wyglądają schematyczne oznaczenia różnych elementów i jak zbadać zależność natężenia prądu od napięcia elektrycznego? Dowiesz się tego na dzisiejszej lekcji.

podawać znaczenie pojęć „napięcie elektryczne" i „natężenie prądu elektrycznego";

podać jednostkę natężenia prądu elektrycznego - amper (A);

podać jednostkę napięcia elektrycznego - wolt (V);

opisać amperomierz jako przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego, a woltomierz - jako przyrząd służący do pomiaru napięcia elektrycznego;

opisać ogniwa, baterie oraz akumulatory jako źródła napięcia elektrycznego.

przedstawiać wybrane elementy obwodów elektrycznych (ogniwo, opornik, żarówkę, wyłącznik, amperomierz i woltomierz) przy użyciu symboli graficznych;

poprawnie odczytywać i rysować schematy prostych obwodów elektrycznych;

budować obwody elektryczne zgodnie z danymi schematami;

zbudować obwód do badania zależności natężenia prądu płynącego przez odcinek obwodu (opornik) od napięcia między końcami tego odcinka i wykonać doświadczalnie badanie tej zależności.

Każde urządzenie elektryczne to połączony układ zespołów, podzespołów lub elementów elektrycznych (elektronicznych), które wyznaczają zamkniętą drogę przepływu prądu elektrycznego, nazywaną .

Aby układ elektryczny spełniał swoje zadania, musi zostać wcześniej odpowiednio zaprojektowany. Najpierw rysuje się schemat takiego obwodu, a następnie oblicza jego parametry. Gdy nastąpi awaria i układ przestanie działać prawidłowo, dzięki schematycznym rysunkom przedstawiającym elementy obwodu będzie można usunąć uszkodzenie. Układ zobrazowany za pomocą symboli graficznych nazywamy schematem obwodu elektrycznego schematem obwodu elektrycznego .

Woltomierz włączamy równolegle do elementu obwodu, ponieważ tym urządzeniem mierzymy napięcie między końcami elementu. Amperomierz włączamy szeregowo, ponieważ natężenie prądu jest jednakowe w każdym punkcie układu szeregowego. Jeżeli w obwodzie znajdą się trzy oporniki połączone szeregowo, to niezależnie od tego, gdzie włączymy amperomierz (przed pierwszym z nich, między pierwszym a drugim, między drugim a trzecim czy za trzecim) natężenie prądu będzie takie samo.

Dlaczego natężenie prądu w układzie szeregowym będzie wszędzie takie samo? Co by się stało, gdyby natężenia były różne?

Na schemacie woltomierz jest podłączony do opornika równolegle, a amperomierz - szeregowo (wraz z innymi elementami obwodu).

Problem badawczy Hipoteza Co będzie potrzebne Instrukcja

W zeszycie napisz podsumowanie doświadczenia. Porównaj ze sobą wyniki zapisane w ostatnim wierszu tabelki. Jaki nasuwa się wniosek? Sporządź w zeszycie wykres: na osi poziomej odłóż wartość napięcia elektrycznego (U), a na osi pionowej - wartość natężenia (I). Jakich jednostek użyjesz do oznaczenia osi poziomej, a jakich - do oznaczenia osi pionowej? Pamiętaj o tym, że każdy pomiar jest obarczony niepewnością, zatem nie można rysować linii łamanej od punktu do punktu.

Obwody elektryczne to układy elementów (przewodów, źródeł napięć, odbiorników, wyłączników) połączone w taki sposób, aby umożliwić przepływ prądu elektrycznego.

Amperomierz to przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego; do obwodów włączany jest szeregowo.

Woltomierz to przyrząd służący do pomiaru napięcia elektrycznego; do obwodów włączany jest równolegle.

Prąd może płynąć tylko w zamkniętych obwodach elektrycznych.

symboli graficznych Schemat obwodu elektrycznego to szkic wykonany za pomocą symboli graficznych , pozwalający przedstawić wszystkie elementy obwodu elektrycznego i ich połączenia.

Natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez odbiornik jest wprost proporcjonalne do napięcia elektrycznego mierzonego między jego końcami.

Zależność, w której wzrost jednej wielkości pociąga za sobą proporcjonalny wzrost drugiej, nazywamy zależnością wprost proporcjonalną.

Rozejrzyj się po klasie, w której odbywa się lekcja. Zidentyfikuj jak najwięcej elementów obwodów elektrycznych.

Narysuj schemat obwodu elektrycznego, który jest zgodny z rysunkiem poniżej.

Za pomocą symboli graficznych możemy opisać budowę i przeznaczenie elementów . Schematy są niezwykle przydatne, gdyż słowny opis budowy i zasady działania byłby zdecydowanie dłuższy niż jednostronicowy schemat. Dla osób, które nie potrafią poprawnie odczytać schematów, są one trudne do zrozumienia. Elektromonterzy czy elektrycy bez trudu dają sobie radę z interpretacją schematów - bez nich budowanie układów elektronicznych, naprawa urządzeń lub ich konserwacja byłyby bardzo trudne.

Nie wszystkie schematy obwodów elektrycznych są tak skomplikowane jak schemat zasilacza. Tak naprawdę wszystko zależy od złożoności urządzenia. W poniższej tabeli przedstawiono symbole graficzne elementów niezbędnych do sporządzenia schematów prostych obwodów elektrycznych.

Wśród symboli graficznych przedstawiających elementy obwodów elektrycznych nie znajdziemy symbolu żadnego urządzenia. Czasami jednak trzeba je uwzględnić w schemacie - tak jak np. w powyższym ćwiczeniu. Wówczas możemy narysować dane urządzenie według własnego uznania. Pamiętajmy jednak, że nasz rysunek powinien być czytelny i jednoznaczny.

Dane zapisane w tabelce i sporządzony wykres zależności natężenia od napięcia wskazują na to, że natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez odbiornik jest wprost proporcjonalne do napięcia mierzonego na jego końcach. Za pomocą pomiarów fizycy udowodnili prawdziwość tej tezy. Jednym z nich był Georg Ohm - od jego nazwiska stwierdzenie to nazywamy prawem Ohma. Więcej na ten temat dowiesz się z kolejnej lekcji.

# data[].attributes.attachment_link.title
Badanie zależności między natężeniem prądu a napięciem elektrycznym w obwodzie

# data[].attributes.attachment_link.description
W praktyce wykorzystujemy różne elementy, przez które płynie prąd elektryczny. Wiele z tych urządzeń produkujemy w bardzo dużych ilościach. Niektóre elementy takich urządzeń są bardzo duże, dlatego bardzo często używamy oznaczeń schematycznych. Dzięki temu nawet skomplikowany układ będzie można przedstawić na niewielkiej kartce. Umiejętność rysowania schematów jest istotna przy badaniu zależności pomiędzy wielkościami opisującymi obwód elektryczny.

# data[].attributes.headline
Połączenie szeregowe odbiorników - lekcja

# data[].attributes.subject
Połączenie szeregowe odbiorników - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czasami lampki choinkowe przestają świecić. Najczęściej wystarczy wymiana przepalonej żarówki, aby cały łańcuch zaczął znów działać. Jeśli chcesz się dowiedzieć, dlaczego tak się dzieje, zapoznaj się z tym podrozdziałem. Poznasz również dwa podstawowe sposoby łączenia odbiorników energii elektrycznej i to, jak płynie prąd w każdym z tych połączeń.

posługiwać się pojęciem „napięcie elektryczne";

wymienić źródła napięcia elektrycznego;

przedstawić wybrane elementy obwodów elektrycznych (ogniwo, opornik, żarówkę, wyłącznik, amperomierz i woltomierz) przy użyciu symboli graficznych;

poprawnie odczytwać i rysować schematy prostych obwodów elektrycznych;

posługiwać się pojęciami „opór elektryczny" i „opór właściwy";

korzystać z zależności między natężeniem prądu, napięciem elektrycznym a oporem elektrycznym;

opisać wpływ długości, pola przekroju poprzecznego i rodzaju materiału przewodnika na jego opór.

rozpoznawać połączenie szeregowe odbiorników (na schematach i w praktyce);

posługiwać się zależnościami między natężeniem, napięciem a oporem elektrycznym w połączeniu szeregowym odbiorników;

rozwiązywać problemy i zadania dotyczące połączenia szeregowego.

Wspomniane lampki choinkowe są jednym z przykładów połączenia szeregowego odbiorników prądu. Uszkodzenie (przepalenie) jednego z elementów obwodu, np. żarówki, sprawia, że obwód zostaje otwarty, co skutkuje brakiem przepływu prądu. Na ogół w instalacjach elektrycznych domowych stosuje się połączenia, równoległe. Wykonaj poniższe ćwiczenie i przekonaj się, jaka jest między nimi różnica.

W połączeniu szeregowym odłączenie jednej żarówki sprawia, że pozostałe również przestają świecić. Natomiast jeśli odłączymy jedną żarówkę w połączeniu równoległym, pozostałe żarówki nadal będą świecić.
Przyjrzyjmy się dokładnie wartościom napięcia i natężenia prądu płynącego w połączeniu szeregowym.

Z pewnością zauważyliście, że natężenie prądu między dowolnie wybranymi punktami w obwodzie elektrycznym się nie zmieniało. Napięcie elektryczne w żarówkach było różne, ale łącznie odpowiadało napięciu wytwarzanemu przez źródło. To stwierdzenie odnosi się wyłącznie do obwodów połączonych szeregowo (tak jak np. na rysunku poniżej).

Stwierdziliśmy, że napięcie w połączeniu szeregowym rozdziela się na odbiorniki:
(1)
W obwodzie płynie prąd o natężeniu . Uwzględnijmy zależność między napięciem a natężeniem:

Równanie (3) dzielimy przez i uzyskujemy wzór na opór całkowity:

Za pomocą wzoru (4) możemy obliczyć opór całkowity w obwodzie. Aby obliczyć opór całkowity w połączeniu szeregowym, dodajemy do siebie opory wszystkich odbiorników. Opór całkowity nazywany jest też oporem zastępczym, ponieważ jeśli zamiast oporników włączymy jeden, ale odpowiadający sumie tych oporów, to natężenie prądu w obwodzie nie ulegnie zmianie.

# data[].attributes.attachment_link.description
Czasami lampki choinkowe przestają świecić. Najczęściej wystarczy wymiana przepalonej żarówki, aby cały łańcuch zaczął znów działać. Jeśli chcesz się dowiedzieć, dlaczego tak się dzieje, zapoznaj się z tym podrozdziałem. Poznasz również dwa podstawowe sposoby łączenia odbiorników energii elektrycznej i to, jak płynie prąd w każdym z tych połączeń.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Z ostatniej lekcji wiesz, że natężenie prądu płynącego przez opornik jest wprost proporcjonalne do napięcia między końcami tego opornika. Dzisiaj zajmiemy się bardziej szczegółowym opisem tej zależności. Odpowiemy także na pytanie, od czego zależy opór przewodnika.

opisać ruch elektronów w przewodniku, odbywający się pod wpływem przyłożonego napięcia;

podać znaczenie pojęć „napięcie elektryczne" i „natężenie prądu elektrycznego";

podać jednostkę natężenia prądu elektrycznego - amper (A);

podać jednostkę napięcia elektrycznego - wolt (V);

opisać amperomierz jako przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego, a woltomierz - jako przyrząd służący do pomiaru napięcia elektrycznego;

opisać ogniwa, baterie oraz akumulatory jako źródła napięcia elektrycznego.

podawać treść prawa Ohma;

używać pojęć „opór elektryczny" i „opór właściwy";

korzystać z zależności między natężeniem, napięciem a oporem elektrycznym;

korzystać z zależności między jednostką oporu elektrycznego - omem () - a jej wielokrotnościami;

opisywać wpływ długości, pola przekroju i rodzaju materiału przewodnika na jego opór.

Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego między jego końcami.
Tę zależność zapisujemy w postaci wzoru:

Georg Ohm (1789-1854) był niemieckim nauczycielem fizyki i profesorem matematyki na politechnice w Norymberdze, a potem na uniwersytecie w Monachium. W 1826 r. przeprowadził doświadczenie, na podstawie którego sformułował następujące prawo: natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego między jego końcami.

Jeżeli między końcami obwodu lub pojedynczego elementu podłączysz napięcie elektryczne, to popłynie tamtędy prąd. Na poprzedniej lekcji badaliśmy, jak zależy natężenie tego prądu zależy od przyłożonego napięcia.

Czy między napięciem a natężeniem prądu płynącego przez odbiornik istnieje jakaś zależność? Na podstawie wykonanego doświadczenia można stwierdzić, że tak. Wyniki pomiarów wskazują, że wzrost napięcia np. dwa razy wpływa na równoczesny wzrost natężenia prądu tyle samo razy - obie wielkości fizyczne są do siebie wielkościami wprost proporcjonalnymi. Widać to również na poniższym wykresie:

Prawo Ohma nie jest jednak spełnione dla wszystkich przewodników. Jeżeli chcesz się o tym przekonać, wykonaj doświadczenie opisane w zadaniu domowym (zamiast opornika jest żarówka).

Zastanów się, czy wymiana elementu obwodu elektrycznego spowoduje jakieś zmiany. Załóżmy, że wykonamy pomiary dla dwóch różnych oporników i wyznaczymy natężenie prądu płynącego przez każdy z nich. Wynik jest przedstawiony na poniższym wykresie:
Miarą oporu elektrycznego obwodu jest stosunek (iloraz) napięcia elektrycznego między końcami opornika do natężenia płynącego w nim prądu.
Zmiana elementu obwodu elektrycznego spowodowała zmianę widoczną na wykresie. Od czego zależy nachylenie linii oznaczających opór? Skorzystajmy z prawa Ohma:

Z tego wynika, że .
Aby obliczyć wartości i , wartość napięcia musimy podzielić przez odpowiadające mu natężenie prądu.

Jak widać, wartości współczynników są różne. Jeżeli taką samą wartość napięcia przyłożymy do końców opornika o małym oporze, to będzie tamtędy płynął prąd o większym natężeniu. Symbolizująca taki opornik na wykresie linia będzie bardziej stroma.

Od czego zależy opór?
Zastanówmy się najpierw, skąd bierze się opór elektryczny. Na początku tego rozdziału pisaliśmy, że ładunki elektryczne poruszają się pod wpływem przyłożonego napięcia, zderzają się z atomami i oddają im swoją energię. Dlatego napięcie elektryczne musi być przyłożone cały czas. Opór elektryczny wynika właśnie z przeciwdziałania przepływowi prądu przez element obwodu elektrycznego. Jest dość oczywiste, że im przewodnik będzie dłuższy, tym liczba zderzeń będzie większa. Innym parametrem przewodnika jest jego grubość, a dokładnie - pole jego przekroju. Jeżeli napięcie będzie cały czas takie samo, to w tym samym czasie przez przewodnik o większym polu przekroju popłynie większy ładunek, a zatem natężenie prądu będzie większe, a opór przewodnika - mniejszy.

Opór elektryczny zależy także od rodzaju materiału, z którego wykonano dany element. Każdy materiał ma określony opór właściwy.

Opór elektryczny przewodnika zależy od: oporu właściwego (), długości przewodnika () i pola jego przekroju poprzecznego ():

Badano, jak natężenie prądu płynącego przez opornik zależy od jego napięcia. Wyniki pomiarów umieszczono w poniżej tabeli.

# data[].attributes.attachment_link.description
Z ostatniej lekcji wiesz, że natężenie prądu płynącego przez opornik jest wprost proporcjonalne do napięcia między końcami tego opornika. Dzisiaj zajmiemy się bardziej szczegółowym opisem tej zależności. Odpowiemy także na pytanie, od czego zależy opór przewodnika.

# data[].attributes.headline
Podsumowanie wiadomości o elektryczności - lekcja

# data[].attributes.subject
Podsumowanie wiadomości o elektryczności - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Ten dział poświęciliśmy prądowi elektrycznemu. Opisaliśmy dokładnie to zjawisko, zdefiniowaliśmy natężenie prądu i jego jednostkę - amper. Zwróciliśmy uwagę na napięcie elektryczne, które jest niezbędne do powstania prądu. Sformułowaliśmy podstawowe prawo przepływu prądu - prawo Ohma - i zdefiniowaliśmy pojęcie oporu elektrycznego. Pokazaliśmy, jak budować proste obwody elektryczne, a także jak tworzyć i interpretować ich schematy. Wiesz już, jak posługiwać się miernikiem uniwersalnym, który może pełnić funkcję amperomierza lub woltomierza. Przybliżyliśmy ci pojęcie energii elektrycznej, czyli pracy prądu elektrycznego, oraz jego mocy. Umiesz obliczać te wielkości zarówno w jednostkach układu SI, jak i tych spoza tego układu, ale stosowanych powszechnie w Polsce.

1. Prąd elektryczny - uporządkowany (ukierunkowany) ruch cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym, nazywanych nośnikami prądu. W metalach nośnikami prądu są elektrony.

2. Natężenie prądu - ilość ładunku przeniesiona przez poprzeczny przekrój przewodnika w ciągu jednej sekundy. Natężenie prądu obliczamy za pomocą wzoru:

gdzie:
- natężenie prądu elektrycznego;
- wartość ładunku, który przepłynął przez poprzeczny przekrój przewodnika;
- czas, w którym ten ładunek przepłynął przez poprzeczny przekrój przewodnika.

3. Jednostką natężenia prądu w układzie SI jest amper (symbol A).
W przewodniku płynie prąd o wartości 1 ampera (1 A), jeśli w ciągu jednej sekundy (1 s) przez przekrój tego przewodnika przepływa ładunek o wartości 1 kulomba (1 C):

4. Natężenie prądu mierzy się amperomierzem lub miernikiem uniwersalnym ustawionym na tryb pracy amperomierza.

5. Amperomierz łączymy szeregowo z tym elementem obwodu, w którym chcemy zmierzyć natężenie prądu.

6. Prąd stały to prąd, który ma stałą wartość natężenia i niezmienny kierunek przepływu.

1. Napięcie elektryczne między dwoma punktami - czynnik wywołujący przepływ prądu. Wartość napięcia równa jest pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku jednostkowego między tymi punktami przewodnika.

2. Źródłami napięcia stałego są baterie (akumulatory), które zamieniają energię reakcji chemicznych w energię elektryczną (ładunki ujemne rozdzielane są od dodatnich w wyniku reakcji chemicznych).

3. Jednostką napięcia elektrycznego w układzie SI jest wolt (symbol V).

4. Napięcie między dwoma punktami obwodu wynosi 1 wolt (1 V), jeśli aby przemieścić między nimi ładunek 1 kulomba (1 C) trzeba wykonać pracę 1 dżula (1 J):

5. Napięcie elektryczne mierzymy woltomierzem lub miernikiem uniwersalnym ustawionym na tryb pracy woltomierza.

6. Woltomierz łączymy równolegle z tym elementem obwodu, na końcach którego chcemy zmierzyć napięcie.

zbudować obwód elektryczny składający się z: przewodów elektrycznych, źródła napięcia, opornika (lub innego badanego elementu), amperomierza, woltomierza i wyłącznika;

włączyć zasilanie obwodu i zmierzyć napięcie na końcach opornika oraz natężenie prądu płynącego przez opornik;

1. Opór elektryczny jest wielkością charakterystyczną przewodnika; zależy od jego długości, grubości oraz rodzaju materiału, z którego został wykonany przewodnik.

2. Jednostką oporu elektrycznego w układzie SI jest om (symbol - Ω).

3. Przewodnik ma opór 1 oma (1 Ω), jeśli napięcie 1 wolta (1 V) wywoła w nim przepływ prądu o natężeniu 1 ampera (1 A):

4. Wykresem zależności natężenia prądu () płynącego przez opornik () od napięcia () jest linia prosta. Kąt nachylenia prostej zależy od oporu : im większy kąt nachylenia, tym mniejszy opór.

1. Zbudować obwód elektryczny składający się z: przewodów elektrycznych, źródła napięcia, żarówki (lub innego badanego elementu), amperomierza, woltomierza i wyłącznika.

2. Włączyć zasilanie obwodu i zmierzyć napięcie przyłożone do żarówki oraz natężenie prądu płynącego przez żarówkę.

Żelazko jest zasilane napięciem 230 V. W grzałce żelazka płynie prąd o natężeniu .

1. Oblicz ładunek przepływający przez przekrój tej grzałki w ciągu 5 minut. Wskazówka: pamiętaj o zamianie jednostek.

2. Oblicz opór tego żelazka.

Podczas burzy w ziemię uderzył piorun. Czas wyładowania wynosił (milisekundy), a ładunek przeniesiony między chmurą a ziemią miał zaś wartość .

1. Oblicz natężenie prądu w tym piorunie (błyskawicy).

2. Oblicz pracę potrzebną do przeniesienia ładunku elektrycznego, jeśli napięcie U między ziemią a chmurą wynosiło 10 000 000 V.

3. Chmura była naelektryzowana dodatnio. Napisz, w którą stronę poruszały się dodatnie jony powietrza podczas tego wyładowania.

Narysuj schemat obwodu, jaki należy zbudować, aby wyznaczyć moc suszarki elektrycznej.

Na żarówce znajduje się napis: „3,5 V; 6 W".

1. Podaj nazwy wielkości fizycznych, których wartości podane są w tym opisie.

2. Czy można tę żarówkę podłączyć do baterii wytwarzającej napięcie 9 V? Odpowiedź uzasadnij.

Podczas zabiegów leczniczych stosuje się prąd o małym natężeniu, który przepływa przez chore części ciała. W czasie takich zabiegów natężenie prądu stałego nie może przekraczać 14 mA. Jaką maksymalną wartość może mieć napięcie przyłożone do ręki pacjenta, jeśli wiadomo, że jej opór R (dokładnie: opór suchej skóry) wynosi 1 kΩ?

Wiele urządzeń elektrycznych wyposażonych jest w lampkę kontrolą, która sygnalizuje, że przez urządzenie płynie prąd. Czy taka lampka połączona jest z obwodem szeregowo czy równolegle? Uzasadnij swój wybór.

* Przez spiralę grzejnika elektrycznego płynie prąd o natężeniu 10 A. Grzejnik zasilany jest napięciem 230 V.

1. Oblicz liczbę kilowatogodzin energii, jaką „zużyje" ten grzejnik podczas sześciu godzin pracy. Wskazówka: najpierw oblicz moc grzejnika i wyraź ją w kilowatach.

2. Otrzymaną liczbę kilowatogodzin wyraź w dżulach.

1. Obwodem elektrycznym nazywamy zestaw przewodników, źródeł napięcia, włączników, wyłączników, oporników i innych odbiorników energii elektrycznej (takich jak żarówka, silnik elektryczny, grzałka) połączonych w sposób umożliwiający przepływ prądu.

2. Z obwodów elektrycznych zbudowane jest każde urządzenie elektryczne lub elektroniczne (telewizor, komputer, lodówka, pralka), a także fragmenty układu nerwowego człowieka i innych organizmów żywych.

Schemat obwodu elektrycznego - rysunek elementów obwodu przedstawionych za pomocą ustalonych symboli graficznych.
Oto wykaz symboli graficznych niektórych elementów obwodów elektrycznych:

Aby wyznaczyć opór elektryczny opornika (lub innego elementu), należy:

Aby wyznaczyć moc prądu płynącego w żarówce (lub innym elemencie obwodu), należy:

# data[].attributes.attachment_link.description
Ten dział poświęciliśmy prądowi elektrycznemu. Opisaliśmy dokładnie to zjawisko, zdefiniowaliśmy natężenie prądu i jego jednostkę - amper. Zwróciliśmy uwagę na napięcie elektryczne, które jest niezbędne do powstania prądu. Sformułowaliśmy podstawowe prawo przepływu prądu - prawo Ohma - i zdefiniowaliśmy pojęcie oporu elektrycznego. Pokazaliśmy, jak budować proste obwody elektryczne, a także jak tworzyć i interpretować ich schematy.

# data[].attributes.headline
Podział fal elektromagnetycznych oraz ich zastosowanie - lekcja

# data[].attributes.subject
Podział fal elektromagnetycznych oraz ich zastosowanie - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy możesz sobie wyobrazić codzienne życie bez radia, telewizji lub internetu bezprzewodowego? Czy telefon komórkowy, kuchenka mikrofalowa i aparat rentgenowski mają ze sobą coś wspólnego?

opisać pole magnetyczne jako przestrzeń, w której na niektóre przedmioty działa siła magnetyczna;

wyjaśnić, że pole magnetyczne występuje wokół magnesów, Ziemi i przewodników, przez które płynie prąd;

opisać elektromagnes jako magnes, którego pole magnetyczne powstaje w wyniku przepływu prądu elektrycznego;

wytłumaczyć, dlaczego zmienne pole magnetyczne powoduje przepływ prądu elektrycznego w przewodniku.

rozpoznawać i nazywać zakresy promieniowania elektromagnetycznego;

opisywać zastosowanie fal radiowych, mikrofal oraz promieniowania podczerwonego, nadfioletowego i rentgenowskiego.

Kiedy umieścimy w jakimś miejscu ładunek elektryczny dodatni lub ujemny, w przestrzeni wokół niego pojawią się siły działające na inne ładunki; wystąpi na przykład zjawisko polaryzacji (rozsunięcia ładunków elektrycznych w przewodniku). Mówimy, że ładunek elektryczny wytwarza wokół siebie pole elektryczne i pole to wywiera oddziaływanie na inne ładunki. To pole elektryczne jest odpowiedzialne za przepływ prądu elektrycznego.

Jeżeli ładunek wytwarzający pole będzie się poruszał, czyli zbliżał do jednych ładunków a oddalał od drugich, to działające siły będą się zmieniały. Wynika z tego, że pole będzie się zmieniało. Możemy zatem mieć do czynienia z polem stałym w czasie (statycznym) lub polem zmiennym w czasie. Jeżeli pole elektryczne w przewodniku będzie stałe to natężenie prądu również. W sytuacji, gdy pole będzie ulegało zmianie, to i natężenie prądu elektrycznego będzie sią zmieniało.

Podobnie jest z oddziaływaniem sił magnetycznych - występują w przestrzeni wokół magnesu, elektromagnesu lub przewodnika, w którym płynie prąd elektryczny. Oznacza to, że wymienione ciała są źródłami pola magnetycznego. Jeżeli źródła pola będą nieruchome i natężenie prądu w uzwojeniach elektromagnesu czy pojedynczym przewodniku będzie miało stałą wartość, to wytworzone pole będzie statyczne. Ruch źródeł i zmiany natężenia prądu wytworzą pole zmienne.

Wiesz już, że zmiana położenia magnesu względem przewodnika może powodować w nim przepływ prądu elektrycznego. Ponieważ przepływ ten wymaga pola elektrycznego, wynika z tego, że zmienne pole magnetyczne powoduje powstanie pola elektrycznego. Wiesz także, że przepływ prądu w przewodniku spowoduje powstanie pola magnetycznego wokół przewodnika, a jeżeli prąd będzie płynął raz w jedną, a raz w drugą stronę lub jego natężenia będzie wzrastać lub maleć, to pole magnetyczne, jakie ten prąd wytworzy, będzie zmienne.

Co się stanie, gdy w jakimś miejscu pojawi się zmienne pole magnetyczne? Natychmiast pojawi się się zmienne pole elektryczne. Nie musi się tam znajdować przewodnik. A gdy w jakimś miejscu pojawi się zmienne oddziaływanie elektryczne, (np. poruszający się )? Tak, masz rację - pojawi się w tym miejscu zmienne pole magnetyczne. W ten sposób przenoszą się te pola w przestrzeni.

Odkształcenie powierzchni wody rozchodzi się, tworząc falę, a zgęszczenie powietrza wywołane ruchem struny przenosi się w powietrzu, tworząc falę dźwiękową. W odniesieniu do zmiennego pola elektrycznego i magnetycznego mówimy o fali elektromagnetycznej. W II połowie XIX wieku teorię rozchodzenia się fal opracował James Clerk Maxwell. Podobno miał on powiedzieć, że jest to niezwykle piękna teoria, która się nigdy do niczego nie przyda.

Fale elektromagnetyczne odkrył Heinrich Hertz w 1886 roku. Teoria Maxwella została potwierdzona, ale Hertz nie dożył już lat, w których powstało radio.

Jak wynika z powyższego, aby wzbudzić falę elektromagnetyczną, trzeba w jakimś miejscu wywołać zmianę pola magnetycznego lub elektrycznego. A skąd wiadomo, że fala gdzieś dotarła? Jeżeli przy jednym brzegu jeziora wzbudzimy falę mechaniczną, to kiedy dotrze ona do łódki unoszącej się na wodzie przy drugim brzegu zauważymy, że zacznie się ona podnosić i opadać. Fala elektromagnetyczna, którą tworzą zmienne pola elektryczne i magnetyczne, spowoduje przepływ prądu w zamkniętym obwodzie odbiornika. Najważniejsza różnica między oboma rodzajami fal polega na tym, że fala mechaniczna wymaga materialnego ośrodka, w którym może się rozchodzić. Fala elektromagnetyczna może rozchodzić się w próżni.

To oczywiście podstawy. O tym, jak spowodować, aby fala niosła informacje np. o dźwięku, a potem jak te informacje przełożyć z powrotem na dźwięk, będziesz się uczyć w liceum (jeżeli wybierzesz poziom rozszerzony) i na studiach technicznych.

- rozchodzenie się zmiennych pół elektrycznych i magnetycznych w przestrzeni.
Do fal elektromagnetycznych zalicza się: fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. Podane fale różnią się między sobą długością i częstotliwością. Długość fali i częstotliwość są do siebie odwrotnie proporcjonalne:

Fale radiowe znalazły też zastosowanie w obserwacjach astronomicznych. W kosmosie występują ciała niebieskie będące naturalnymi źródłami fal radiowych. W obserwatoriach wykorzystuje się radioteleskopy, które umożliwiają prowadzenie tzw. nasłuchu, czyli badań odległych zakątków kosmosu.

Powierzchnie ciał stałych i cieczy nagrzewają się dzięki podczerwieni, ponieważ częstotliwość fali i częstotliwość drgań cząsteczek ciał stałych i cieczy są zbliżone. Promieniowanie podczerwone nie ogrzewa gazów, więc astronomowie wykorzystują tę właściwość do obserwacji rodzących się gwiazd w mgławicach. Podczerwień znalazła zastosowanie również w przesyłaniu danych - w aparatach komórkowych IRDA oraz w światłowodach. Płyty CD odczytywane są przez lasery wytwarzajace światło o długościach 650-790 nm.

Światło widzialne, czyli rejestrowane przez ludzki wzrok, mieści się w zakresie od 400 nm do 780 nm. Oko odbiera fale o różnych częstotliwościach i ich złożenia, mózg interpretuje je zaś jako kolory.

Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi, które rozchodzą się z prędkością 300 000 km/s.

Im większa jest długość fali, tym mniejsza jest jej częstotliwość. Mówimy, że długość i częstotliwość fali są do siebie odwrotnie proporcjonalne.

Do fal elektromagnetycznych zaliczamy fale radiowe i telewizyjne, mikrofale, podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma.

Fale radiowe mają największą długość fali i najmniejszą częstotliwość. Znalazły zastosowanie w radiofonii i telewizji.

Mikrofale mają mniejszą długość niż fale radiowe. Stosowane są m.in. w radarach, łączności satelitarnej, kuchenkach mikrofalowych.

Podczerwień jest emitowana przez ciała ciepłe i gorące, także przez ciało człowieka.

Ultrafiolet ma większą częstotliwość niż światło widzialne. Źródłem ultrafioletu są lampy kwarcowe i Słońce.

Promieniowanie rentgenowskie jest przenikliwe, zatrzymuje je warstwa ołowiu.

Promieniowanie gamma ma największą częstotliwość i jest najbardziej przenikliwe.

Wilhelm Konrad Röntgen

W 1895 roku Röntgen odkrył nowy typ promieniowania, który przenikał przez papier i tekturę. Ze względu na ograniczoną wiedzę nazwał je promieniowaniem X. Pierwszą osobą, na której przetestował swoje odkrycie, była jego żona Berta. Dzięki zrobionemu zdjęciu mogła zobaczyć fragment swojego szkieletu, a dokładnie dłoń. Röntgen opublikował wyniki swojej pracy, do której dołączył zdjęcie ręki żony, gdyż obawiał się, że ktoś może również dokonać takiego samego odkrycia. Bardzo szybko znaleziono praktyczne zastosowanie tego promieniowania - głównie do wykonywania prześwietleń. Trzy miesiące później przeprowadzono pierwszą operację z wykorzystaniem promieni X. Dawkę promieniowania jonizującego i pierwiastek o liczbie atomowej 111 nazwano rentgenem.

Promieniowanie gamma jest falą elektromagnetyczną o największej częstotliwości i najmniejszej długości fali. Jest dużo bardziej przenikliwe niż promieniowanie X, może swobodnie przenikać przez papier, tekturę, aluminium. Pochłaniane jest przez warstwę ołowiu. Źródłem tego promieniowania są różne pierwiastki promieniotwórcze. Niektóre z nich stosowane są w medycynie i radioterapii. Więcej temat promieniowania gamma dowiecie się z rozdziałów poświęconych fizyce jądrowej i atomowej.

# data[].attributes.attachment_link.title
Podział fal elektromagnetycznych oraz ich zastosowanie

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy możesz sobie wyobrazić codzienne życie bez radia, telewizji lub internetu bezprzewodowego? Czy telefon komórkowy, kuchenka mikrofalowa i aparat rentgenowski mają ze sobą coś wspólnego?

# data[].attributes.headline
Podsumowanie wiadomości o magnetyzmie i elektromagnetyzmie - lekcja

# data[].attributes.subject
Podsumowanie wiadomości o magnetyzmie i elektromagnetyzmie - lekcja

# data[].attributes.headline
Mniejsze nie zawsze jest lżejsze! - lekcja

# data[].attributes.subject
Mniejsze nie zawsze jest lżejsze! - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Będąc nad rzeką, możesz zauważyć, że na powierzchni wody unoszą się liście, patyki, a czasami nawet spore gałęzie. Liście pływają, ponieważ są lekkie. Ale dlaczego nie tonie duży i ciężki pień drzewa? Ma to związek z inną zagadką: Jak to się dzieje, że ogromna piłka plażowa jest lżejsza niż na przykład kubek do herbaty? Co to w ogóle znaczy, że coś jest ciężkie?

że różne przedmioty zrobione są z materiałów (substancji) charakteryzujących się odmiennymi właściwościami;

że czasami duże przedmioty łatwo unieść, a małe - trudno.

W zależności od tego, co trzeba zważyć, jak dużą ma to masę i jak dokładnych pomiarów potrzebujemy, używa się różnych wag

W Międzynarodowym Biurze Miar w Sèvres koło Paryża jest przechowywany międzynarodowy wzorzec masy wykonany pod koniec XIX wieku. Na jego podstawie wyznaczono wzorce, które są przechowywane w innych krajach.

wskazywać na przykładach brak związku między objętością i masą przedmiotu;

wyjaśniać, dlaczego niektóre przedmioty unoszą się na wodzie;

wyjaśniać, co to jest gęstość.

Często zastanawiamy się, co jest ciężkie, a co lekkie. Najprościej ocenić to za pomocą wagi. W ten sposób możemy odmierzyć określoną ilość substancji - a więc określić masę. Aby ją wyznaczyć, musimy zważyć przedmiot. Podstawową jednostką masy jest kilogram oznaczany symbolem kg. Powszechnie stosuje się także gramy, dekagramy i - w wypadku dużych ciężarów - tony.

Często się zdarza, że im coś jest większe, tym ma większą masę. Mała torebka jest lżejsza od siatki z zakupami. Ale są sytuacje odwrotne: gdy mały przedmiot jest cięższy niż duży. Kowadło trudniej podnieść niż dużą poduszkę. Czasem też jest tak, że dwa przedmioty tej samej wielkości mają różne masy. Jak można to wytłumaczyć?

Każde ciało zajmuje określoną przestrzeń - a więc określoną objętość. Im większa jest objętość przedmiotu, tym więcej miejsca on zajmuje. Czy dwa przedmioty tej samej wielkości mają taką samą masę?

To, czy przedmiot pływa, czy tonie w wodzie, zależy od jego . Pływają te przedmioty, których gęstość jest mniejsza od gęstości wody. Kamień i patyk różnią się gęstością. Patyk ma gęstość mniejszą od gęstości wody - dlatego utrzymuje się na jej powierzchni.

Zastanówmy się jeszcze, dlaczego wielkie oceaniczne statki nie toną, mimo że są wykonane ze stali. Otóż mają one ogromną objętość. Ich głównym składnikiem jest stal, ale znaleźć w nich można także wiele innych materiałów, zaś puste przestrzenie wypełnia powietrze. Nawet gdy statki są załadowane, to nie toną, a jedynie bardziej zanurzają się w wodzie.

Gęstość wyznaczamy w kilogramach na metr sześcienny (kg/mIndeks górny 3 ³), kilogramach na decymetr sześcienny (kg/dmIndeks górny 3 ³) lub gramach na centymetr sześcienny (g/cmIndeks górny 3 ³). Zapisujemy to na przyklad 1000 .

Gęstość ciała zależy od jego struktury (masy drobin oraz ich ułożenia). Dwa przedmioty o tej samej masie, które wykonano z substancji różniących się gęstością, będą miały inną objętość. Jeżeli z tych substancji wykonamy przedmioty o takiej samej objętości - to będą różniły się masą.

Każda substancja ma określoną gęstość.

Gęstość to stosunek masy ciała do jego objętości.

Na wodzie unoszą się te przedmioty, których gęstość jest mniejsza od gęstości wody, a toną te, których gęstość jest większa od gęstości wody.

właściwość substancji, która określa ilość masy zawartej w jednostce objętości

Wyjaśnij, dlaczego ciała stałe różnią się gęstością. Zastanów się, jak mogą być zbudowane substancje mające małą gęstość, a jak te, których gęstość jest duża.

Znasz powiedzenie: „Oliwa zawsze na wierzch wypływa"? Istotnie tak jest. Dlaczego tak się dzieje? Ciała stałe mają różną gęstość, może tak samo jest w przypadku cieczy?

Woda i oliwa są cieczami, które nie mieszają się ze sobą. Jednak to woda ma większą gęstość niż oliwa, dlatego opada na dno, a oliwa zawsze wypłynie na powierzchnię.

# data[].attributes.attachment_link.description
Będąc nad rzeką, możesz zauważyć, że na powierzchni wody unoszą się liście, patyki, a czasami nawet spore gałęzie. Liście pływają, ponieważ są lekkie. Ale dlaczego nie tonie duży i ciężki pień drzewa? Ma to związek z inną zagadką: Jak to się dzieje, że ogromna piłka plażowa jest lżejsza niż na przykład kubek do herbaty?

# data[].attributes.headline
Jak skutecznie ogrzać się zimą? - lekcja

# data[].attributes.subject
Jak skutecznie ogrzać się zimą? - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Dlaczego marzniemy, gdy wychodzimy na spacer zimą? Ponieważ ubieramy się za lekko i tracimy ciepło. Jak to się jednak dzieje, że ciepło znika? A może jest sposób, by je zatrzymać?

że substancje, z których zrobione są używane przez nas przedmioty, mają różne właściwości;

że wszystkie substancje zbudowane są z drobin, a ich prędkość poruszania się zależy od temperatury;

jak ubierać się w zależności od pory roku.

Sprawdzenie, co się stanie z substancją pod wpływem różnych temperatur.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Dotknij każdej ze szklanek i oceń, czy są ciepłe czy zimne.

2. Pierwszą szklankę napełnij do połowy gorącą wodą.

3. Do drugiej szklanki wrzuć 4 kostki lodu, a trzecią szklankę pozostaw pustą.

4. Poczekaj 2-3 minuty i ponownie dotknij (ostrożnie!) kolejno każdej z trzech szklanek. Możesz też delikatnie przesunąć dłonią nad każdą ze szklanek. Co czujesz?

Podsumowanie

Dotykając szklanek, można poczuć albo ciepło, albo zimno, mimo że początkowo ich temperatura w dotyku była jednakowa.

Ustalenie, czy wszystkie przedmioty nagrzewają się tak samo.

Co będzie potrzebne

przedmioty z różnych materiałów, np. ołówek, kawałek folii aluminiowej, plastikowy klocek, szklany talerzyk, gumka, moneta 1 zł.

Obserwację należy wykonać w słoneczny dzień.

Instrukcja

1. Przedmioty z różnych materiałów połóż w nasłonecznionym miejscu, np. na parapecie okna w bezchmurny dzień.

2. Po 10 minutach dotknij każdego z nich. Co czujesz?

Podsumowanie

Jeżeli niektóre z pozostawionych przedmiotów są cieplejsze od innych, to znaczy, że nagrzały się w różnym stopniu.

podawać przykłady substancji dobrze i źle przewodzących ciepło;

planować i przeprowadzać obserwacje dotyczące przekazywania ciepła z przedmiotu gorącego do chłodniejszego;

wymieniać sposoby ochrony przed zbyt wysoką i zbyt niską temperaturą;

podawać przykłady wykorzystania substancji dobrze i źle przewodzących ciepło.

R1DgTSM3S9Xcs 1

Do stojącego kubka porcelanowego z czajnika nalewany jest wrzątek. Po nalaniu płynu następuje pomiar temperatury kubka. Do kubka metalowego z czajnika nalewany jest wrzątek. Po nalaniu płynu następuje pomiar temperatury kubka. Do kubka styropianowego z czajnika nalewany jest wrzątek. Po nalaniu płynu następuje pomiar temperatury kubka. Po 15 minutach do każdego kubka wkładany jest termometr. W kubku metalowym termometr wskazuje 40 stopni, w porcelanowym 60 stopni, a w styropianowym 80 stopni.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Do stojącego kubka porcelanowego z czajnika nalewany jest wrzątek. Po nalaniu płynu następuje pomiar temperatury kubka. Do kubka metalowego z czajnika nalewany jest wrzątek. Po nalaniu płynu następuje pomiar temperatury kubka. Do kubka styropianowego z czajnika nalewany jest wrzątek. Po nalaniu płynu następuje pomiar temperatury kubka. Po 15 minutach do każdego kubka wkładany jest termometr. W kubku metalowym termometr wskazuje 40 stopni, w porcelanowym 60 stopni, a w styropianowym 80 stopni.

Miedź przewodzi ciepło trzy razy lepiej niż żelazo, tysiąc razy lepiej niż szkło. Powietrze jest doskonałym izolatorem ciepła - przewodzi je aż 10 tysięcy razy słabiej od miedzi. Dlatego często w budownictwie stosuje się cegły z otworami w środku - obecność powietrza sprawia, że takie cegły lepiej chronią wnętrze domu przed zimnem.

Przypomnij sobie, co się dzieje, gdy bierzesz ciepłą kąpiel - twoje ciało się rozgrzewa. Natomiast, gdy zimą lepisz śniegową kulę, marzną ci dłonie. Dlaczego tak się dzieje?

Przedmioty nagrzewają się bądź ochładzają, ponieważ pobierają lub oddają ciepło. Ciepło przepływa (przenosi się) z ciała o wyższej temperaturze do ciała o temperaturze niższej.

Zdolność substancji do przewodzenia ciepła nazywana jest przewodnictwem cieplnym przewodnictwem cieplnym . O substancjach, które dobrze przewodzą ciepło, mówimy, że są dobrymi . Należą do tej grupy wszystkie metale, np. miedź, srebro. Materiały, które słabo przewodzą ciepło, nazywane są izolatorami. Należą do nich na przyklad drewno i styropian. Źle przewodzą ciepło także wszystkie substancje w postaci cieczy i gazów.

Wiemy, że ciepło może przepływać i że niektóre substancje chronią przed tym procesem, a inne przeciwnie - sprzyjają mu. Poszukajmy teraz odpowiedzi na pytanie: Jak odbywa się transport ciepła?

Bardzo często do codziennego użytku wybiera się materiały ze względu na ich dobre właściwości przewodzące lub izolujące

Wyjaśnij, dlaczego w domach często stosuje się okna z podwójnymi szybami.

Jaka substancja znajduje się pomiędzy szybami i w jakim stopniu przewodzi ciepło?

Najlepszym izolatorem cieplnym jest próżnia, czyli przestrzeń, w której nie ma żadnej substancji. Próżnia znajduje się na przykład między warstwami podwójnych ścianek termosów. Dzięki temu termosy znakomicie zachowują temperaturę zarówno gorących, jak i zimnych płynów.

Ciepło przenosi się pomiędzy materiałami (przedmiotami), które mają różne temperatury.

Ciepło przenosi się między ciałami dotąd, aż ich temperatury się wyrównają.

Niektóre substancje przewodzą ciepło bardzo dobrze, nazywamy je przewodnikami ciepła (np. miedź). Inne bardzo słabo przewodzą ciepło - są to izolatory ciepła (np. styropian).

Zapoznaj się z opisem doświadczenia i podsumuj jego wyniki.
Janek i Maciek zaprojektowali doświadczenie, które miało na celu zbadanie, jak najlepiej ocieplić dach domu.
W tym celu użyli 4 puszek blaszanych. Każdą z nich owinęli tym samym materiałem izolacyjnym, ale o różnej grubości. Umieścili też ten materiał na pokrywce i podstawie każdej puszki, pozostawiając jedynie niewielki otwór. Następnie do każdej puszki wlali po 100 ml gorącej wody i zmierzyli jej temperaturę.
Po 15 minutach powtórzyli pomiar temperatury. Wyniki zapisali w tabeli.

Wykonaj obliczenia potrzebne do wypełnienia ostatniej kolumny tabeli.

Korzystając z wyników doświadczenia, wyjaśnij, jak najlepiej ocieplić dach budynku, aby zapobiec utracie ciepła.

zadanie interaktywne

Na lekcji nauczyciel wykonał doświadczenie. Do gotującej się wody wkładał kolejno jeden koniec pręta metalowego, szklanego i drewnianego, a drugi ich koniec trzymał w ręce. Który z prętów zaczął szybko parzyć nauczyciela w rękę?

Sprawdzenie, czy przekazywanie ciepła zachodzi w sposób nieograniczony.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Napełnij szklankę do połowy gorącą wodą. Odczekaj 10 minut.

2. Odczytaj na termometrze pokojowym temperaturę powietrza.

3. Za pomocą odpowiedniego termometru zmierz temperaturę wody w szklance. Powtarzaj pomiar co 5 minut przez pół godziny. Co obserwujesz?

Podsumowanie

Temperatura wody w szklance obniża się aż do momentu, w którym zrówna się z temperaturą powietrza.

Ciepło przepływa od ciała cieplejszego do chłodniejszego tak długo, aż ich temperatury się wyrównają. Oczywiście szybkość tego procesu zależy od tego, z jakich materiałów wykonane są te ciała. Im są lepszymi przewodnikami ciepła, tym szybciej temperatury się wyrównają. Łatwo to sprawdzić, nalewając ciepłą wodę do kubków styropianowego i metalowego. Jak już wiesz, woda w kubku metalowym ostygnie szybko, a w styropianowym będzie stygła powoli, gdyż styropian jest izolatorem cieplnym.

W Polsce zimą musimy ogrzewać mieszkania. Aby zmniejszyć straty ciepła w budynkach, do ich ocieplenia stosuje się materiały, które są słabymi przewodnikami ciepła, np. wełnę mineralną, styropian. Takie ściany zimą zatrzymują ciepło wewnątrz budynku. Latem, w upalne dni, te same materiały powodują, że ciepło z zewnątrz nie przedostaje się do środka i w domu jest chłodniej.

Podobnie jest z ubraniami. Zimą ubieramy się „na cebulkę", czyli zakładamy wiele warstw odzieży, między którymi znajduje się powietrze pełniące rolę izolatora. Z kolei latem nosimy lekkie, przewiewne ubrania, które łatwo przepuszczają ciepło do otoczenia.

# data[].attributes.attachment_link.description
Dlaczego marzniemy, gdy wychodzimy na spacer zimą? Ponieważ ubieramy się za lekko i tracimy ciepło. Jak to się jednak dzieje, że ciepło znika? A może jest sposób, by je zatrzymać? że substancje, z których zrobione są używane przez nas przedmioty, mają różne właściwości; że wszystkie substancje zbudowane są z drobin, a ich prędkość poruszania się zależy od temperatury; jak ubierać się w zależności od pory roku.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy zastanawiało cię kiedyś, jaka tajemnicza siła ustawia igłę kompasu na linii północ-południe? Być może nie zaskoczy cię wiadomość, że ta sama siła przyciąga magnesy do drzwi lodówki. Co to za zjawisko? Spróbujmy wspólnie rozwiązać tę zagadkę.

opisywać oddziaływania magnetyczne;

nazywać bieguny magnetyczne magnesów;

opisywać oddziaływania między biegunami magnesów;

podawać przykłady przedmiotów, na które oddziałują magnesy.

Pewien kamień potrafi przyciągać różne przedmioty wykonane z żelaza. Chińczycy nazwali go z tego powodu „kochającym kamieniem". Ten minerał to , jedna z odmian rudy żelaza.

Przyciąganie przedmiotów zachodzi dzięki oddziaływaniom nazywanym magnetycznymi. , czyli przedmiotów, które posiadają stałe właściwości magnetyczne, używamy na co dzień: w silnikach elektrycznych, dynamach rowerowych, a nawet w zatrzaskach szafek lub przy mocowaniu narzędzi.

Film prezentujący oddziaływania między magnesami. Aktor w dłoniach trzyma dwa magnesy sztabkowe. Bierze do ręki dwa magnesy z oznaczonymi biegunami i kładzie na stole. Aktor ustawia magnesy dwoma biegunami do siebie. Magnesy odsuwają się od siebie. Aktor odwraca jeden z magnesów zbliża je do siebie na pewną odległość po czym magnesy przyciągają się wzajemnie i złączają.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film prezentujący oddziaływania między magnesami. Aktor w dłoniach trzyma dwa magnesy sztabkowe. Bierze do ręki dwa magnesy z oznaczonymi biegunami i kładzie na stole. Aktor ustawia magnesy dwoma biegunami do siebie. Magnesy odsuwają się od siebie. Aktor odwraca jeden z magnesów zbliża je do siebie na pewną odległość po czym magnesy przyciągają się wzajemnie i złączają.

Zbadanie, jak oddziałują między sobą magnesy.

Co będzie potrzebne

dwa małe plastikowe autka,

dwa magnesy zbliżone wielkością do autek,

taśma dwustronnie klejąca,

nożyczki.

Instrukcja

1. Przyklej kawałkiem taśmy klejącej po jednym magnesie do każdego z autek. Magnes powinien spoczywać płasko na dachu, jeden biegun powinien znajdować się z przodu, a drugi z tyłu autka.

2. Zbliżaj jedno autko do drugiego - co się dzieje? Następnie obróć jeden z samochodzików i ponownie zbliż jeden do drugiego. Czy magnesy przyciągają się tymi samymi, czy przeciwnymi biegunami?

Podsumowanie

Magnesy mogą się przyciągać lub odpychać. Jednakowe bieguny odpychają się, a różne - przyciągają.

Końce magnesów nazywamy biegunami. Każdy magnes ma dwa bieguny: północny i południowy. Na niektórych magnesach są one oznaczone dwoma kolorami (najczęściej niebieskim i czerwonym). Obejrzyjmy film, by zobaczyć, jak oddziałują na siebie bieguny magnesów. Możemy się o tym także osobiście przekonać, wykonując doświadczenie.

Starożytny grecki uczony Tales z Miletu zauważył, że przedmioty wykonane z magnetytu oddziałują z przedmiotami zawierającymi żelazo. Przeprowadźmy prosty eksperyment, aby sprawdzić, które domowe przedmioty są przyciągane przez magnesy.

Sprawdzenie, które przedmioty są przyciągane przez magnes.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Zbliżaj magnes do przedmiotów. Obserwuj, jak się zachowują magnes i badane przedmioty.

2. Zanotuj, które przedmioty są przyciągane przez magnes.

Podsumowanie

Przedmioty różnią się sposobem, w jaki oddziałują z magnesami. Te, które zawierają żelazo, są bardzo silnie przyciągane przez magnes.

Film na temat pola magnetycznego. Prowadzący posypuje szybkę opiłkami żelaza, następnie wskazuje na szybkę, opiłki żelaza, magnes sztabkowy i podkowiasty, umieszcza pod szybką magnes sztabkowy, posypuje szybkę opiłkami żelaza. Prezentuje układ linii pola magnetycznego powstały na szybie. Nastepnie pojawia się grafika przedstawiająca linie pola magnetycznego wokół magnesu sztabkowego

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film na temat pola magnetycznego. Prowadzący posypuje szybkę opiłkami żelaza, następnie wskazuje na szybkę, opiłki żelaza, magnes sztabkowy i podkowiasty, umieszcza pod szybką magnes sztabkowy, posypuje szybkę opiłkami żelaza. Prezentuje układ linii pola magnetycznego powstały na szybie. Nastepnie pojawia się grafika przedstawiająca linie pola magnetycznego wokół magnesu sztabkowego

Zbadanie pola magnetycznego.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Umieść magnes pod szybką lub kawałkiem brystolu.

2. Nasyp opiłki żelaza na szybkę w miejscu, pod którym znajduje się magnes. Delikatnie poruszaj szybką/brystolem tak, aby nie wysypać opiłków, ale by ułożyły się dookoła magnesu.

3. Zrób rysunek lub zdjęcie przedstawiające rozkład opiłków żelaza.

Podsumowanie

Opiłki żelaza układają się wzdłuż linii pola magnetycznego.

Na niektórych liniach kolejowych na świecie pociągi unoszą się (czyli lewitują) nad torami dzięki oddziaływaniom magnetycznym. Stąd wzięła się ich nazwa - maglev. Osiągają prędkość ponad 600 km/h .

Magnesy wytwarzają pole magnetyczne.

W obszarze pola magnetycznego magnesy oddziałują na niektóre przedmioty o określonych właściwościach.

Każdy magnes posiada dwa bieguny. Bieguny jednakowe odpychają się, a różne przyciągają.

Znajdź w domu urządzenia, w których używamy magnesów.

Sprawdź właściwości 10 przedmiotów, które znajdziesz w domu, i zanotuj, które z nich są przyciągane przez magnes, a które nie.

minerał o właściwościach magnetycznych, od którego pochodzi nazwa magnes

przestrzeń wokół ciał posiadających właściwości magnetyczne, w której występują oddziaływania magnetyczne

={magnes}

przedmiot posiadający trwałe właściwości magnetyczne

zadanie interaktywne

Zaznacz poprawną informację dotyczącą magnesów.

Magnes zawsze posiada dwa bieguny nazywane północnym i południowym.

Magnes może posiadać jeden biegun, gdy przepiłujemy go na pół.

Magnes może posiadać trzy bieguny, gdy jeden magnes przyciągnie połowę drugiego magnesu.

Po przepiłowaniu magnesu na pół otrzymujemy dwa magnesy. Jeden ma dwa bieguny północne, a drugi - dwa południowe.

zadanie interaktywne

Arek, Justyna i Monika rozmawiają o tym, czym jest magnes. Wskaż poprawną odpowiedź.

Arek uważa, że magnes to ciało, które posiada trwałe właściwości magnetyczne.

Justyna sądzi, że magnes to ciało, które odpycha przedmioty wykonane z żelaza.

Monika myśli, że magnes to ciało, które wykonano w mieście Magnezia.

Magnesy oddziałują nie tylko na inne przedmioty, ale i na siebie nawzajem. Przestrzeń wokół magnesu, w której zachodzą oddziaływania (siły) magnetyczne, nazywamy .

Przekonajmy się, jak wygląda pole magnetyczne wokół różnych magnesów.

Co się stanie, gdy jeden magnes spróbujemy podzielić na dwa? Jeśli powtórzymy doświadczenia na każdym z kawałków, to przekonamy się, że wokół każdego z nich istnieje pole magnetyczne. Okazuje się, że z jednego magnesu powstały dwa. Nie jesteśmy w stanie uzyskać nigdy jednego bieguna magnetycznego.

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy zastanawiało cię kiedyś, jaka tajemnicza siła ustawia igłę kompasu na linii północ-południe? Być może nie zaskoczy cię wiadomość, że ta sama siła przyciąga magnesy do drzwi lodówki. Co to za zjawisko? Spróbujmy wspólnie rozwiązać tę zagadkę. opisywać oddziaływania magnetyczne; nazywać bieguny magnetyczne magnesów; opisywać oddziaływania między biegunami magnesów; podawać przykłady przedmiotów, na które oddziałują magnesy.

# data[].attributes.headline
Przemieszczamy ciężkie przedmioty - lekcja

# data[].attributes.subject
Przemieszczamy ciężkie przedmioty - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Kiedy starożytni Egipcjanie rozpoczęli budowę piramid, napotkali poważne trudności. Musieli znaleźć sposób, jak przenieść ogromne kamienne bloki. Były za ciężkie, by je po prostu podnieść. Wykorzystali więc do tego sanie wyposażone w gładkie płozy, co ułatwiało transport. W ten sposób poradzili sobie z tym samym zjawiskiem, które pozwala nam chodzić lub trzymać różne przedmioty - jest to tarcie.

że każdy obiekt posiada określoną masę;

im cięższy przedmiot, tym trudniej go podnieść,

że trzymany przedmiot może się wyśliznąć ze spoconej dłoni.

wyjaśniać, czym jest tarcie i co to jest opór;

wymieniać

przykłady wykorzystania siły tarcia w życiu codziennym;

wskazywać sposoby zwiększania lub zmniejszania siły tarcia w zależności od potrzeb;

wymieniać zwierzęta, które zmniejszają siłę tarcia, by sprawniej się poruszać;

objaśniać sposób działania maszyn prostych: dźwigni i bloczka.

Jeśli zdarzyło ci się widzieć, jak dorośli przesuwają ciężkie meble, np. szafę, to wiesz, że nie jest to proste zadanie. Na początek dobrze jest wypakować wszystkie przedmioty z mebla, który chcemy przesunąć. Zmniejszymy wówczas jego masę, a więc i jego ciężar. Co to daje? Otóż, żeby ruszyć mebel, trzeba przezwyciężyć siłę, z jaką naciska ona na podłogę. Chcąc przesunąć jedną powierzchnię po drugiej, zawsze napotykamy na pewien opór. To właśnie , któremu musimy się przeciwstawić. Występuje ono zawsze tam, gdzie stykają się dwie powierzchnie, które chcemy przemieścić względem siebie.

siła nacisku - im większa będzie siła nacisku wywierana przez jedno ciało (czyli dowolny obiekt) na drugie, tym większa będzie siła tarcia występująca na ich styku, dlatego lżejsze rzeczy łatwiej jest przesunąć;

rodzaj powierzchni stykających się obiektów - im bardziej chropowate i nierówne są powierzchnie, którymi stykają się obiekty, tym trudniej je przesunąć.

Podczas tarcia dochodzi do powstawania dużych ilości ciepła. Gdy pocierasz dłonie o siebie, czujesz ciepło. Dlaczego? Energia ruchu twoich dłoni poprzez tarcie została zamieniona na ciepło. W tym przypadku jest to efekt pożądany, natomiast w przypadku pracy różnych maszyn to zjawisko może doprowadzić do uszkodzenia urządzenia, a nawet jego zapłonu.

Rr1WRA1L9XviC 1

Film animowany przedstawiający hokeistę na lodowisku, który za pomocą kija hokejowego wprowadza w ruch krążek. Krążek zaczyna sunąć po lodzie, a po jakimś czasie się zatrzymuje. Wynika to z faktu, że zarówno lodowisko, jak i krążek, nie mają dokładnie gładkiej powierzchni, co zostało zobrazowane na powiększeniu. Siła oporu, która powstaje między ich nierównościami nazywana jest tarciem.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film animowany przedstawiający hokeistę na lodowisku, który za pomocą kija hokejowego wprowadza w ruch krążek. Krążek zaczyna sunąć po lodzie, a po jakimś czasie się zatrzymuje. Wynika to z faktu, że zarówno lodowisko, jak i krążek, nie mają dokładnie gładkiej powierzchni, co zostało zobrazowane na powiększeniu. Siła oporu, która powstaje między ich nierównościami nazywana jest tarciem.

Czynniki wpływające na siłę tarcia to:

Często w naszym życiu tarcie jest zjawiskiem, które przeszkadza nam w wykonywaniu różnych czynności i chcemy je zmniejszyć, najbardziej jak to możliwe. Ale czy tak jest zawsze? Może tarcie czasami jednak nam się przydaje?

Na dłoniach człowieka znajdują się linie papilarne. Działają one jak bieżnik opony samochodowej: zwiększają tarcie i umożliwiają chwytanie nawet gładkich i śliskich przedmiotów. Dzięki nim możesz na przykład utrzymać w ręku długopis.

Opowiedz, jak zmieniłoby się twoje życie, gdyby nie było tarcia. Wymień te czynności, które byłyby trudne lub niemożliwe do wykonania.

Czy możliwe byłoby chodzenie, trzymanie długopisu lub założenie ubrania?

W przypadku, gdy chcemy przesuwać jakieś przedmioty, w szczególności te ciężkie, zależy nam na zmniejszeniu tarcia. Podczas tarcia od substancji odrywają się pojedyncze drobiny, co może prowadzić do zupełnego zniszczenia przedmiotów lub mechanizmów. Dlatego czasami należy zmniejszyć tarcie. Do tego celu używa się najczęściej smarów i olejów - np. w silnikach samochodowych. Olej silnikowy zabezpiecza ruchome elementy silnika przed zniszczeniem, dzięki czemu mogą one działać dłużej. Niekiedy podkładamy różne materiały, które wykazują mniejsze tarcie względem podłoża, np. koc czy ręcznik - to także ułatwia przesuwanie przedmiotów.

Tarcie zmniejszymy również, gdy zamiast przedmiot przesuwać, będziemy go toczyć. Inną metodą obniżenia siły tarcia jest zmniejszenie masy przedmiotów, to jest siły nacisku na powierzchnię. Możemy także spróbować maksymalnie wygładzić powierzchnie, które mają stykać się ze sobą, np. przez ich oszlifowanie.

Czasami trzeba uzyskać stabilność i przyczepność, np. w przypadku opon samochodowych. Wówczas tarcie należy zwiększyć. Można to osiągnąć poprzez wykonanie nierówności na powierzchni. Dzięki zjawisku tarcia możliwe jest też bezpieczne hamowanie.

Rekiny mają skórę szorstką jak papier ścierny. Wbrew pozorom nie zwiększa to oporu ryby w wodzie. Przeciwnie: nierówności na skórze rekina tworzą drobne zawirowania wody, dzięki czemu rekin pływa w bardzo cienkiej warstwie piany. Piana stawia dużo mniejszy opór niż woda.

Na filmach i zdjęciach z kosmosu widać, że statki kosmiczne bardzo często poruszają się bez użycia silników. Dlaczego napęd nie jest im potrzebny?

Z tarciem związane są siły . Są to wszystkie siły, które musimy pokonać, gdy chcemy, aby obiekty się poruszały. Na przykład silnik samochodu musi cały czas pracować, jeśli zależy nam na tym, aby pojazd jechał. Gdy tylko wyłączymy silnik, samochód natychmiast zwalnia. Dzieje się tak, ponieważ w różnych elementach samochodu występują siły tarcia, np. podczas obrotu osi kół, ale także dlatego, że samochód porusza się w otoczeniu powietrza. Podobnie płynąc łódką, musimy cały czas wiosłować, jeśli chcemy poruszać się naprzód. Woda i powietrze, czyli otaczające, stawiają opór poruszającemu się obiektowi.

Zbadanie, w jakich ośrodkach opory ruchu są większe i od czego zależą.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Weź do ręki deskę. Wystaw rękę z deską w górę tak, aby była ustawiona prostopadle do kierunku ruchu, i przebiegnij w ten sposób kilkanaście metrów.

2. Obróć deskę tak, aby była zwrócona krawędzią do kierunku ruchu, i ponownie przebiegnij kilkanaście metrów. Przy jakim ustawieniu deska stawiała większy opór?

3. Włóż deskę do wanny z wodą i poruszaj nią tak, by jej powierzchnia była ustawiona prostopadle do kierunku ruchu. Następnie poruszaj nią tak, by jej powierzchnia była ustawiona równolegle do kierunku ruchu.

4. Odpowiedz na pytania: Przy jakim ustawieniu deska stawiała większy opór ruchu? Gdzie stawiała większy opór - w wodzie czy w powietrzu?

Podsumowanie

Opór ruchu zależy od kształtu przedmiotu oraz od ośrodka, w którym się odbywa. W wodzie opór jest większy.

Tarcie to siła powstająca podczas przesuwania dwóch stykających się powierzchni.

Opory ruchu powstają podczas poruszania się obiektu w ośrodku, np. wodzie i powietrzu.

Tarcie i opory ruchu można zwiększać, kiedy jest to potrzebne, lub zmniejszać, kiedy siły te nam sprzeszkadzają.

Dźwignia dwustronna i bloczki to proste maszyny, dzięki którym możemy wykonać tę samą pracę, działając mniejszą siłą.

W dowolnych źródłach wyszukaj informacje, jakie cechy budowy pozwalają ptakom i rybom zmniejszyć opór ośrodka. Spróbuj dowiedzieć się, czy któreś z nich naśladuje człowiek, budując środki transportu (samoloty, statki).

Wypisz, w jakich sytuacjach wykorzystuje się bloczki i dźwignie proste. Podaj znane ci przykłady z życia codziennego lub z budowy maszyn.

Im większa gęstość otaczającego ciało ośrodka, tym większy opór. Dlatego w powietrzu łatwiej się poruszać. Duże znaczenie ma także kształt przedmiotu: ustawienie powierzchni deski prostopadle do kierunku ruchu skutkowało zwiększeniem oporów, a ustawienie krawędzią w kierunku ruchu - ich zmniejszeniem. Mówimy, że kształt stał się opływowy, gdyż umożliwiał lepszy opływ drobin ośrodka wokół obiektu.

Opływowe kształty są bardzo częste w świecie zwierząt: dzięki takim kształtom ryby mogą szybko pływać, a ptaki - latać. Podglądając zwierzęta, ludzie także zaczęli budować pojazdy tak, aby doznawały jak najmniejszych oporów ruchu. Samoloty i ich kadłuby wzorowane są na sylwetkach ptaków, kadłuby łodzi podwodnych przypominają swym kształtem ryby. Jednak nie tylko to, co porusza się w powietrzu czy w wodzie, musi mieć jak najbardziej opływowy kształt. Nawet nadanie samochodowi opływowego kształtu pozwala na zmniejszenie oporu powietrza, a to ma wpływ na zużycie paliwa. Czasami jednak zwiększenie oporów też się przydaje.

Zastanawiając się, co zrobić, aby przenieść duży ciężar i zminimalizować siłę tarcia, często zapominamy o pewnych sposobach, które znane były już starożytnym Egipcjanom. Korzystali oni z takich wynalazków, jak dźwignia czy bloczek. Te proste maszyny ułatwiają nam życie także dziś.

Za pomocą urządzenia, jakim jest dwustronna, możemy podnosić duże ciężary. Im dłuższe ramię dźwigni, na które naciskamy, i im krótsze ramię, na którym spoczywa podnoszony przedmiot, tym mniejszej siły musimy użyć do jego podniesienia.

Aby przetransportować ciężki przedmiot na wyższe piętro, nie trzeba podnosić go wprost z ziemi. Zamiast tego możemy wykorzystać lub układ kilku bloczków. Dzięki temu wciągniemy ciężar na dużą wysokość.

# data[].attributes.attachment_link.description
Kiedy starożytni Egipcjanie rozpoczęli budowę piramid, napotkali poważne trudności. Musieli znaleźć sposób, jak przenieść ogromne kamienne bloki. Były za ciężkie, by je po prostu podnieść. Wykorzystali więc do tego sanie wyposażone w gładkie płozy, co ułatwiało transport. W ten sposób poradzili sobie z tym samym zjawiskiem, które pozwala nam chodzić lub trzymać różne przedmioty - jest to tarcie.

# data[].attributes.headline
Co to znaczy, że się poruszamy? - lekcja

# data[].attributes.subject
Co to znaczy, że się poruszamy? - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy można jednocześnie stać w miejscu i się poruszać? Owszem, można. Brzmi to dziwnie, ale to, czy jesteś w ruchu, czy pozostajesz w spoczynku, zależy od punktu widzenia. Jeśli jedziesz pociągiem, przemieszczasz się, czy nie? Przecież siedzisz w wagonie zupełnie nieruchomo, a jednak krajobraz za oknem się zmienia.

wyjaśniać, na czym polega ruch;

definiować drogę i prędkość;

opisywać, co to jest względność ruchu, i podawać jej przykłady;

wyjaśniać, co to jest ruch jednostajny i zmienny, oraz podawać ich przykłady.

Gdy jedziemy autobusem i widzimy, jak zmienia się krajobraz za oknem, to wiemy, że się poruszamy. można opisać jako przemieszczanie się z miejsca na miejsce. Jeśli chcemy opowiedzieć o naszym ruchu, musimy określić, jak daleko się przemieściliśmy oraz ile czasu nam to zajęło. Odległość z jednego miejsca do drugiego nazywamy . Podstawową jednostką miary drogi jest metr. Na co dzień używa się też wielokrotności metra (kilometr) lub jego części (centymetr, milimetr). Taki system pomiaru odległości nazywamy metrycznym.

Drogę przebywa się w określonym czasie. Mierzy się go od momentu, w którym zaczął się ruch, do momentu, w którym się skończył.

W niektórych krajach istnieją inne niż system metryczny sposoby pomiaru odległości. Na przykład w Stanach Zjednoczonych używa się mili lądowej (jest to 1605 m), stopy (30,5 cm) i cala (2,54 cm).

Jeśli znamy przebytą przez nas drogę i czas, w jakim ją pokonaliśmy, to możemy obliczyć naszego ruchu. Wystarczy, że przebytą drogę podzielimy przez czas jej pokonania. Prędkość informuje nas, jaką drogę przebyło ciało w jednostce czasu.

Jednostką prędkości jest metr na sekundę (m/s). W życiu codziennym częściej jednak podajemy prędkość w kilometrach na godzinę (km/h), gdyż trudno jest precyzyjnie zmierzyć odległość, jaką przebywamy w czasie jednej sekundy.

Jeśli porównuje się prędkości różnych obiektów, np. dwóch samochodów, należy je podać w jednakowych jednostkach. Co zatem zrobić, jeśli prędkość jednego z nich jest podana w m/s, a drugiego w km/h? To bardzo proste: pamiętaj, że kilometr to 1000 m, a godzina to 3600 s. Jeśli więc jedziesz na rowerze z prędkością 18 km/h, to znaczy, że twoja prędkość wynosi:

Jeśli chcemy zamienić prędkość z km/h na m/s, dzielimy ją przez 3,6. Jeśli zaś mamy prędkość podaną w m/s, a chcemy ją zamienić na km/h, to mnożymy ją przez 3,6.

Wyznaczanie prędkości marszu i biegu.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Używając miarki lub taśmy, odmierzcie z osobą z pary drogę o długości 60 m.

2. Niech każdy z was pokona wyznaczony odcinek - pierwszy raz idąc z normalną dla siebie prędkością, a drugi raz biegnąc.

3. Kiedy jedna osoba będzie szła lub biegła, druga musi mierzyć czas.

4. Znając drogę i czas marszu oraz biegu, oblicz ich prędkości.

Podsumowanie

Znając drogę oraz czas jej przebycia, można obliczyć prędkość zarówno w metrach na sekundę, jak i kilometrach na godzinę.

Najszybsi ludzie potrafią biec z prędkością około 38 km/h. Znacznie szybsze są wytwory naszej techniki: najszybszy samochód świata osiągnął 431 km/h, a pociąg - 574 km/h. Najszybciej w historii poruszali się astronauci lecący na Księżyc - ich statek kosmiczny osiągnął prędkość 39 876 km/h.

Jeśli takie przeliczanie wydaje ci się zbyt skomplikowane - masz całkowitą rację. Jest na to prostszy sposób.

Jeśli prędkość ruchu nie ulega zmianie, to taki ruch nazywamy . W rzeczywistości występuje on rzadko. Często zmieniamy prędkość przemieszczania się. W takich sytuacjach mówimy, że występuje ruch zmienny. Może być on na przykład (gdy zwiększamy prędkość) lub (gdy prędkość zmniejszamy).

Czasami nie jesteśmy pewni, czy poruszamy się, czy też jesteśmy w spoczynku. W szczególności doznajemy takiego odczucia, gdy siedzimy w pociągu na stacji i za oknem widzimy drugi pociąg. W takiej sytuacji zastanawiamy się, czy pociąg za oknem ruszył, czy to my ruszyliśmy. Brakuje nam , dzięki któremu moglibyśmy stwierdzić, co tak naprawdę jest w ruchu. Jest to .
Wyobraźmy sobie, że jedziemy windą. Winda przemieszcza się, ale my stoimy nieruchomo w jej wnętrzu. Czy w tym momencie się poruszamy, czy pozostajemy w stanie spoczynku? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy ustalić układ odniesienia.

Film prezentuje, na czym polega względność ruchu. Na filmie kobieta stoi w windzie, która porusza się do góry, a następnie w dół. Kobieta nie porusza się względem windy, ale porusza się względem ścian budynku.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film prezentuje, na czym polega względność ruchu. Na filmie kobieta stoi w windzie, która porusza się do góry, a następnie w dół. Kobieta nie porusza się względem windy, ale porusza się względem ścian budynku.

Ruch to przemieszczanie się dowolnego ciała względem innego ciała.

Podczas ruchu zostaje przebyta droga. Znając drogę oraz czas, w jakim została pokonana, można obliczyć prędkość ruchu.

Podaj przykłady względności ruchu. Wskaż co najmniej dwa przykłady ruchu jednostajnego oraz dwa przykłady ruchu zmiennego.

Dwa pojazdy wyruszają w tej samej chwili z jednego miejsca w inne, ale jadą różnymi drogami. W jakim przypadku możliwe jest, by pojazd jadący szybciej dotarł na miejsce później niż jadący wolniej?

Inny przykład to satelity telekomunikacyjne. Anteny satelitarne służące do odbioru sygnału ustawione są w stałym położeniu, gdyż satelita znajduje się cały czas w tym samym miejscu na niebie. Czy to oznacza, że satelita się nie porusza? Odpowiedź brzmi: To zależy.

Film prezentuje, na czym polega względność ruchu. Na filmie satelita umieszczony w określonej pozycji nad orbicie geostacjonarnej, krąży razem z Ziemią wokół Słońca. Satelita nie porusza się względem Ziemi, ale z bardzo dużą prędkością porusza się wokół Słońca.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film prezentuje, na czym polega względność ruchu. Na filmie satelita umieszczony w określonej pozycji nad orbicie geostacjonarnej, krąży razem z Ziemią wokół Słońca. Satelita nie porusza się względem Ziemi, ale z bardzo dużą prędkością porusza się wokół Słońca.

Teraz będziesz już umieć odpowiedzieć na pytanie, czy siedząc w pociągu, poruszasz się, czy nie. Względem peronu oczywiście poruszasz się, ale względem pociągu pozostajesz w stanie spoczynku.

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy można jednocześnie stać w miejscu i się poruszać? Owszem, można. Brzmi to dziwnie, ale to, czy jesteś w ruchu, czy pozostajesz w spoczynku, zależy od punktu widzenia. Jeśli jedziesz pociągiem, przemieszczasz się, czy nie? Przecież siedzisz w wagonie zupełnie nieruchomo, a jednak krajobraz za oknem się zmienia.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wyobrażasz sobie świat bez elektryczności? Nie działałyby nie tylko komputery czy lampy. Gdybyśmy nie umieli wytwarzać prądu elektrycznego, to nie mielibyśmy latarek, suszarek, lodówek. Samochody by nie jeździły, a samoloty nie latały. Otacza nas ogromna liczba urządzeń, które potrzebują zasilania elektrycznego. Skąd zatem bierze się prąd?

wyjaśniać, skąd bierze się prąd elektryczny w domu;

wskazywać źródła prądu elektrycznego;

dopasowywać urządzenie do odpowiedniego źródła prądu;

budować prosty obwód elektryczny;

przeprowadzać doświadczenie sprawdzające, czy dana substancja przewodzi prąd elektryczny.

W domu znajduje się wiele urządzeń elektrycznych. Każde należy zasilić prądem - ale skąd go wziąć? Urządzenia potrzebują odpowiedniego dla siebie o określonym napięciu. Wielkość napięcia podaje się w woltach i oznacza literą „V", np. 230 V oznacza napięcie 230 woltów. Takie właśnie napięcie pojawia się we wszystkich gniazdkach elektrycznych w Polsce. Na każdym urządzeniu elektrycznym znajduje się informacja, jakiego zasilania potrzebuje.

RhJVTlgY64Adm 1

Widoczna lampa stojąca z napisem 230 V, i ściana, na której są trzy gniazdka: jedno 110 V, drugie 230 V, trzecie 800 V. Wtyczka z lampy wędruje do gniazdka z napisem 230 V, widać, że lampa zaczyna świecić. Następnie wtyczka wyjmowana jest z gniazdka 230V i lampa gaśnie, potem wtyczka wędruje do gniazdka 110 V, lampa się nie zapala. Wtyczka wyjmowana jest z gniazdka 110 V i przesuwana jest do gniazdka 800 V, widać, jak lampa rozbłyskuje, po czym żarówka pęka, pojawia się dym

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Widoczna lampa stojąca z napisem 230 V, i ściana, na której są trzy gniazdka: jedno 110 V, drugie 230 V, trzecie 800 V. Wtyczka z lampy wędruje do gniazdka z napisem 230 V, widać, że lampa zaczyna świecić. Następnie wtyczka wyjmowana jest z gniazdka 230V i lampa gaśnie, potem wtyczka wędruje do gniazdka 110 V, lampa się nie zapala. Wtyczka wyjmowana jest z gniazdka 110 V i przesuwana jest do gniazdka 800 V, widać, jak lampa rozbłyskuje, po czym żarówka pęka, pojawia się dym

Źródła prądu elektrycznego

Prąd elektryczny potrafią wytwarzać niektóre zwierzęta. Zdolność ta służy im do orientacji w środowisku, a także do polowania. Węgorz elektryczny wytwarza napięcie 800 V, które jest niebezpieczne dla człowieka.

Napięcie w gniazdku pochodzi z elektrowni. W życiu codziennym wykorzystujemy także inne źródła prądu, różniące się napięciem elektrycznym oraz typem prądu, jaki możemy uzyskać.

źródło napięcia elektrycznego,

odbiornik energii elektrycznej,

przewody elektryczne.

Jak już wiemy, wokół nas możemy znaleźć źródła dwóch rodzajów prądu - prądu stałego i przemiennego. Napięcie nie zmienia się. W przypadku napięcie zmienia się bardzo szybko (około 50-60 razy na sekundę, a czasami znacznie szybciej).

Źródłami prądu stałego są baterie i akumulatory. Urządzenia takie noszą wspólną nazwę ogniw. Zachodzą w nich przemiany chemiczne, które pozwalają na wytworzenie prądu pozwalającego na zasilanie urządzeń o niewielkiej mocy. Trudno przesyłać prąd stały na duże odległości. Dlatego napięcie w gniazdkach jest źródłem prądu przemiennego. Taki prąd można przesyłać na znaczne odległości i zasilać w ten sposób urządzenia o dużej mocy.

Aby urządzenie zaczęło działać, trzeba je podłączyć do odpowiedniego źródła energii elektrycznej za pomocą przewodów. Należy więc zbudować . Każdy, nawet najprostszy obwód elektryczny, składa się zawsze z kilku podstawowych elementów. Są to:

Najważniejszą częścią obwodu elektrycznego jest źródło prądu zwane inaczej źródłem napięcia. Bez źródła napięcia elektrycznego w obwodzie nie popłynie prąd elektryczny i włączone w obwód urządzenie elektryczne nie będzie działać. Kolejnym elementem układu jest . Odbiornikami są wszystkie urządzenia działające przy wykorzystaniu energii elektrycznej, np. żarówka, telewizor, żelazko czy grzejnik elektryczny. to nic innego jak drut przewodzący prąd.

Przepływ prądu przez niektóre substancje, np. niektóre gazy (hel, neon, ksenon), sprawia, że zaczynają one się jarzyć. Zjawisko to wykorzystuje się w budowie lamp. Jeśli do zamkniętego w rurce gazu przyłoży się napięcie elektryczne, to gaz zacznie świecić. Kolor zależy od tego, jakiego gazu użyliśmy: czerwony to neon, różowawy - hel, ksenon natomiast świeci na niebieskofioletowo.

Źródło prądu wytwarza prąd o określonym napięciu.

Do zasilania urządzeń elektrycznych używa się prądu stałego lub przemiennego.

Każde urządzenie potrzebuje odpowiedniego dla siebie źródła prądu.

Obwód elektryczny składa się przynajmniej ze źródła prądu i jego odbiornika, które połączone są przewodami.

Aby przez obwód przepłynął prąd, obwód musi być zamknięty.

Substancje dobrze przewodzące prąd elektryczny to przewodniki, natomiast źle przewodzące prąd to izolatory.

Podaj po trzy przykłady przedmiotów ze swojego otoczenia, które mogą być izolatorami lub przewodnikami elektryczności.

Wymień źródła prądu elektrycznego wykorzystywane w twoim domu. Podaj, do czego służą.

Zastanawiające, dlaczego jedne materiały wykorzystuje się do budowy przewodów elektrycznych, a inne do tworzenia izolacji tych przewodów. Wyjaśnienie jest proste: wewnętrzny element ma za zadanie przewodzić prąd elektryczny, natomiast izolacja powinna chronić nas przed porażeniem, ponieważ sama nie przewodzi prądu elektrycznego.

Jak już wiesz, niektóre ciała bardzo dobrze przewodzą prąd elektryczny. Nazywamy je prądu elektrycznego. Inne ciała nie przewodzą prądu - te nazywamy elektrycznymi.

Sprawdźmy wspólnie, jakie przedmioty wokół nas są przewodnikami elektrycznymi, a jakie izolatorami. Wykorzystajmy w tym celu obwód elektryczny, jednak zamiast wyłącznika włączać będziemy do obwodu różnego rodzaju przedmioty.

# data[].attributes.attachment_link.description
Wyobrażasz sobie świat bez elektryczności? Nie działałyby nie tylko komputery czy lampy. Gdybyśmy nie umieli wytwarzać prądu elektrycznego, to nie mielibyśmy latarek, suszarek, lodówek. Samochody by nie jeździły, a samoloty nie latały. Otacza nas ogromna liczba urządzeń, które potrzebują zasilania elektrycznego. Skąd zatem bierze się prąd?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Tęcza jest jednym z najpiękniejszych zjawisk, jakie można obserwować na niebie. Dawniej wierzono, że jeśli dojdzie się do miejsca, gdzie tęcza styka się z ziemią, to odnajdzie się zakopany skarb. Niestety, jest to tylko legenda. W dodatku takiego miejsca nie ma! Wbrew pozorom, tęcza nie dotyka ziemi w ogóle.

że światło rozchodzi się prostoliniowo;

że światło ma zdolność odbicia, załamania i rozproszenia;

że głównym źródłem światła na Ziemi jest Słońce.

Widziane przez człowieka światło słoneczne jest białe. Okazuje się jednak, że nie jest jednolite. W rzeczywistości jest mieszaniną wielu części postrzeganych przez nas jako różne kolory. Pełen zakres światła docierającego do nas ze Słońca składa się z całej gamy barw dostępnych dla wzroku człowieka, czyli: czerwonej, zielonej i niebieskiej, oraz wszystkich barw pośrednich między nimi - jest ich nieskończenie wiele. Skąd wiemy, że tak jest? Udowodniono to już dawno za pomocą szklanego przedmiotu zwanego . Zjawisko, które obserwujemy dzieki pryzmatowi nosi nazwę rozszczepienia światła.

Rozszczepienie światła białego na barwy składowe.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Przymocuj kartkę do ściany.

2. Nalej wody do miski.

3. Zanurz lusterko tak, by było do połowy zanurzone w wodzie.

4. Zapal latarkę i oświetl lusterko w miejscu, gdzie znajduje się linia wody. Ustaw lusterko tak, by światło padało na kartkę. Co obserwujesz?

Podsumowanie

Białe światło, przechodząc przez wodę, ulega załamaniu i rozszczepieniu. Na ekranie widzimy więc barwy, z których składa się światło białe. W wyniku rozszczepienia światła białego uzyskujemy różnobarwne paski płynnie przechodzące od koloru czerwonego, przez pomarańczowy, żółty, zielony i niebieski, aż do fioletowego.

Jak to się dzieje, że widzimy barwy? Otóż każdy przedmiot albo sam świeci, albo pochłania bądź odbija światło. Na przykład książkę o czerwonej okładce widzimy dzięki temu, że pochłonęła ona większość światła, z wyjątkiem barwy czerwonej, która została odbita i trafiła do naszego oka.

Wszystkie barwy możemy uzyskać mieszając trzy barwy światła - czerwoną, niebieską i zieloną. Na przykład kolor żółty powstaje w wyniku nałożenia się światła czerwonego i zielonego.

Czerwona barwa zwraca uwagę i budzi niepokój. Dzieje się tak m.in. dlatego, że kojarzy nam się z zagrożeniem, np. z krwawieniem. Dlatego kolor czerwony często wykorzystuje się jako ostrzegawczy. Na całym świecie czerwone światło na drodze oznacza sygnał „stop". Szlabany na przejazdach kolejowych także maluje się na czerwony kolor, by były lepiej widoczne.

Czy można udowodnić, że światło ulega rozszczepieniu, jeśli nie mamy pryzmatu? Owszem, w tym celu możemy wykonać prostą obserwację.

Wyjaśnij, w jakich okolicznościach możesz obejrzeć zjawisko rozszczepienia światła.

Światło białe można rozszczepić na barwy składowe.

Przyrządem służącym do rozszczepienia światła jest pryzmat.

Rozszczepienie światła ma związek z powstawaniem zjawisk optycznych, np. tęczy i halo.

Przeprowadź eksperyment odwrotny do rozszczepienia światła - połącz jego barwy składowe. Pokoloruj starannie okrągłą białą tekturkę zgodnie z załączonym wzorem. Przymocuj ją za pomocą plasteliny do jednej końcówki ręcznego miksera kuchennego. Obserwuj, jaki kolor ma wirująca, wielobarwna tarcza.

Obserwując tęczę w wysokich górach albo z pokładu samolotu, przy niskim położeniu Słońca nad horyzontem, można zobaczyć prawie cały krąg tęczy.

zjawisko w atmosferze mające postać świetlistego kręgu wokół tarczy Słońca lub Księżyca; powstaje w wyniku załamania światła w kryształkach lodu budujących chmury pierzaste

bryła z przezroczystego materiału o dwóch ścianach nachylonych względem siebie pod kątem odpowiednim dla rozszczepienia światła

zjawisko mające postać barwnego kręgu widocznego po przeciwnej stronie niż Słońce; powstaje w wyniku rozszczepienia światła białego w kropelkach wody

Nie tylko pryzmat rozszczepia światło. Taką właściwość mają także krople wody. W wyniku załamania się światła słonecznego na granicy powietrza i wody dochodzi do jego rozszczepienia. Gdy krople wody unoszą się w powietrzu podczas padającego deszczu, a jednocześnie chmura oświetlona jest promieniami Słońca, może pojawić się niezwykle efektowne zjawisko .

Prezentowany jest widok na człowieka stojącego na łące, patrzącego w niebo, które stopniowo zasnuwa się chmurami. Człowiek obraca się, widzi, że za nim niebo jest czyste i świeci Słońce. Człowiek znów obraca się plecami do Słońca, patrzy na chmury. Zaczyna z nich padać deszcz. Stopniowo pojawia się tęcza. Pojawia się zbliżenie na krople wody, widać, jak przez kroplę przebiega promień światła, załamuje się i rozszczepia. Ujęcie rozszczepionych promieni, które stają się elementem tęczy. Widok obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Prezentowany jest widok na człowieka stojącego na łące, patrzącego w niebo, które stopniowo zasnuwa się chmurami. Człowiek obraca się, widzi, że za nim niebo jest czyste i świeci Słońce. Człowiek znów obraca się plecami do Słońca, patrzy na chmury. Zaczyna z nich padać deszcz. Stopniowo pojawia się tęcza. Pojawia się zbliżenie na krople wody, widać, jak przez kroplę przebiega promień światła, załamuje się i rozszczepia. Ujęcie rozszczepionych promieni, które stają się elementem tęczy. Widok obserwatora, za nim Słońce, przed nim tęcza, pojawia się linia łącząca Słońce, głowę obserwatora i środek tęczy.

Warto pamiętać, że tęcza nie istnieje w konkretnym miejscu. Jest to jedynie obraz postrzegany przez obserwatora. Kilka osób obserwujących w tej samej chwili tęczę z różnych miejsc widzi ją nieco inaczej.

Innym zjawiskiem świetlnym w atmosferze jest . Jest to świetlisty krąg otaczający tarczę Słońca lub Księżyca. Część nieba widoczna wewnątrz kręgu jest wyraźnie ciemniejsza niż reszta. Halo powstaje na skutek załamania światła na kryształkach lodu lub w ich wnętrzu, w wysokich chmurach pierzastych.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Światło i dźwięk
Wędrówki Słońca
Jak porusza się światło?

# data[].attributes.attachment_link.description
Tęcza jest jednym z najpiękniejszych zjawisk, jakie można obserwować na niebie. Dawniej wierzono, że jeśli dojdzie się do miejsca, gdzie tęcza styka się z ziemią, to odnajdzie się zakopany skarb. Niestety, jest to tylko legenda. W dodatku takiego miejsca nie ma! Wbrew pozorom, tęcza nie dotyka ziemi w ogóle.

# data[].attributes.headline
Dlaczego jabłko spada na ziemię? - lekcja

# data[].attributes.subject
Dlaczego jabłko spada na ziemię? - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Znasz może książkę „Alicja w Krainie Czarów"? Jej bohaterka na samym początku wpadła do króliczej nory. Leciała tak długo, że zastanawiała się, czy przeleci całą Ziemię na wylot i znajdzie się wśród ludzi chodzących do góry nogami. Co by się stało, gdybyśmy przebyli na wylot naszą planetę? Niemal dokładnie po przeciwnej stronie Ziemi znajduje się kraj zwany Nową Zelandią - jego mieszkańcy chodzą tak samo jak my - na nogach.

Przed setkami lat wyobrażano sobie, że Ziemia jest płaska, a gdyby była kulą, ludzie żyjący po przeciwnej stronie by pospadali. W rzeczywistości tak się nie dzieje, gdyż na każde ciało działa siła ciężkości związana z grawitacją. Jest to siła, z jaką Ziemia przyciąga wszystko, co znajduje się na niej lub w jej pobliżu.

Sprawdźmy, czy grawitacja działa jednakowo na wszystkie przedmioty. Może przedmioty o większej masie są przyciągane z większą siłą?

Sprawdzenie, jak grawitacja oddziałuje na różne przedmioty.

Co będzie potrzebne

kilka przedmiotów o różnej masie, ale niezbyt dużej powierzchni, np. piłka nożna, piłeczka pingpongowa, pudełko zapałek, ołówek, spinacz.

Instrukcja

1. Weź do ręki dwa dowolne przedmioty.

2. Upuść je z jednakowej wysokości na ziemię. Który z nich spadł szybciej?

3. Powtarzaj obserwację, korzystając z różnych przedmiotów.

4. Powtórz obserwację, ale tym razem upuszczaj przedmioty z większej wysokości, np. stojąc na krześle.

Podsumowanie
Siła grawitacji wytwarzana jest przez każdy obiekt - Ziemię, ale także Księżyc czy Słońce. Grawitacja jest tym większa, im większą masę ma ciało. Księżyc jest znacznie mniejszy od Ziemi - dlatego grawitacja jest na nim sześć razy słabsza. Dzięki grawitacji możemy żyć na Ziemi w każdym jej miejscu i nikomu nie grozi, że z niej spadnie. Również dzięki grawitacji dookoła Ziemi krążą Księżyc oraz sztuczne satelity.

Wyobraźmy sobie, że przygotujemy do lotu na Księżyc człowieka, który na Ziemi waży 80 kg. Gdy wzniesie się w rakiecie w przestrzeń kosmiczną i wyłączone zostaną silniki, to pomimo działania siły grawitacji nasz kosmonauta znajdzie się w . Nie będzie nic ważył, choć masa jego ciała wciąż będzie taka sama. Po wylądowaniu na Księżycu, gdyby ten sam człowiek wszedł na wagę, to pokazałaby ona wynik sześciokrotnie mniejszy niż na Ziemi, mimo że jego masa nie zmieniła się. To dlatego, że siła grawitacji Księżyca jest właśnie sześć razy mniejsza niż ziemska.

Animacja przedstawiająca zależność ciężaru od grawitacji. Na wszystkich rysunkach widoczny człowiek podnoszący ciężary najpierw na Ziemi, potem na Księżycu, potem na Jowiszu.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Animacja przedstawiająca zależność ciężaru od grawitacji. Na wszystkich rysunkach widoczny człowiek podnoszący ciężary najpierw na Ziemi, potem na Księżycu, potem na Jowiszu.

Masa ciała zawsze pozostaje taka sama, za to zmienia się jego . W pewnych warunkach ciało może nawet nic nie ważyć, mimo że cały czas ma tę samą masę. Stan nieważkości istnieje także w statkach kosmicznych krążących po orbicie okołoziemskiej ze stałą prędkością i z wyłączonymi silnikami.

Zmierz jak wysoko możesz podskoczyć i jak długi skok w dal możesz oddać w warunkach ziemskich. Oblicz, jakie wyniki w tych samych dyscyplinach możesz uzyskać na Księżycu w warunkach sześciokrotnie mniejszej grawitacji?

Siła, z jaką jedno ciało przyciąga inne, nazywa się siłą grawitacji.

Wszystkie obiekty na Ziemi podlegają sile grawitacji.

Każdy obiekt ma masę, która się nie zmienia i nie zależy od grawitacji.

Ciężar ciała zależny jest od grawitacji, a nie od masy.

W dostępnych ci źródłach (np. w Internecie) znajdź informacje, jak długo ludzie przebywali na Księżycu w warunkach zmniejszonej grawitacji, a jak długo na stacjach kosmicznych w warunkach całkowitego braku ciążenia. Dowiedz się, jakie odczuwali niedogodności po powrocie na Ziemię.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Mniejsze nie zawsze jest lżejsze!
Jaki kształt ma Ziemia?

Isaac Newton

Angielski naukowiec zajmujący się astronomią, fizyką, matematyką, chemią i filozofią. Jako pierwszy opracował i przedstawił prawo powszechnego ciążenia. Jego badania dotyczące ruchu, w tym także ruchu planet i innych ciał niebieskich, utrwaliły ostatecznie teorię heliocentryczną. Dokonał wielu innych, znaczących odkryć i pomiarów w dziedzinie astronomii, fizyki i geografii.

# data[].attributes.attachment_link.description
Znasz może książkę „Alicja w Krainie Czarów"? Jej bohaterka na samym początku wpadła do króliczej nory. Leciała tak długo, że zastanawiała się, czy przeleci całą Ziemię na wylot i znajdzie się wśród ludzi chodzących do góry nogami. Co by się stało, gdybyśmy przebyli na wylot naszą planetę?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wiemy już, że spośród wszystkich ciał niebieskich, jedynie gwiazdy świecą własnym światłem. Wydaje się, że to niemożliwe - przecież Księżyc również świeci, choć może nie aż tak jasno. Przypomnij więc sobie, jak powstają „zajączki" puszczane przy pomocy lusterka. Czy lusterko świeci samo z siebie?

Światło porusza się wyłącznie po linii prostej w określonym , np. próżni, powietrzu lub wodzie. Zasada ta dotyczy także promieni słonecznych. Rozchodzą się one od Słońca w liniach prostych, docierając także do tej części powierzchni Ziemi, która w danym momencie jest zwrócona ku Słońcu.

Podobnie jak wszystkie planety, Ziemia jest nieprzejrzysta. W związku z tym połowa kuli ziemskiej jest niemal zawsze oświetlona promieniami Słońca i panuje na niej dzień, a druga połowa jest w cieniu, więc panuje na niej noc. Czasami występuje sytuacja, gdy w jednej linii ustawiają się Słońce, Księżyc i Ziemia. Cień Księżyca pada wówczas na powierzchnię Ziemi, a znajdujący się w tej strefie ludzie mogą obserwować zjawisko zaćmienia Słońca.

Sprawdzenie, czy światło rozchodzi się w linii prostej.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Na środku przeciwległych ścian pudła wykonaj małe otwory. Powinny mieć średnicę ołówka lub długopisu (5‑10 mm).

2. Ustaw pudło w połowie drogi między źródłem światła a ekranem.

3. Wyłącz światła lub zasłoń okna w pomieszczeniu.

4. Ustaw pudło tak, aby źródło światła, obydwa otwory w pudle i ekran znajdowały się w jednej linii. Czy na ekranie pojawia się plamka światła?

5. Przesuń pudło. Gdzie teraz widoczna jest plamka świetlna?

Podsumowanie

Jeśli lampka, otwory i ekran ustawione są w jednej linii, to światło pada na ekran, bo rozchodzi się wzdłuż linii prostych. Jeśli choć jeden z otworów przesuniemy, to światło trafia do pierwszego otworu, ale nie trafi już do drugiego ani na ekran.

Gdy światło trafia na obiekt nieprzejrzysty, to bezpośrednio za nim pojawia się , czyli przestrzeń pozbawiona bezpośredniego dostępu do promieni światła. W cieniu nie panuje całkowita ciemność, ponieważ odrobina światła może dostać się tam na skutek odbicia i rozproszenia światła w sąsiednich obszarach.

Zbadanie, jak powstaje cień.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Zapal jedną świeczkę i postaw ją w pewnym oddaleniu od ekranu.

2. Ustaw przedmiot między świeczką a ekranem.

3. Przesuwaj ostrożnie świeczkę - co obserwujesz na ekranie?

4. Zapal drugą świeczkę i ustaw w odległości kilku centymetrów od drugiej. Obserwuj, jak teraz wygląda cień przedmiotu.

Podsumowanie

Po oświetleniu przedmiotu jedną świeczką na ekranie powstał cień, gdyż przedmiot zasłaniał go przed promieniami światła. Przemieszczanie świeczki powoduje też przemieszczanie się cienia, gdyż zmienia się kierunek, z którego dochodzi światło. Dodanie drugiej świeczki powoduje powstanie dwóch cieni przedmiotu.

Przeprowadź obserwacje cienia różnych nieprzejrzystych przedmiotów. Obracaj przedmioty pod różnym kątem w stosunku do źródła światła oraz zmieniaj ich odległość od ekranu.

Zjawisko powstawania cienia i prostoliniowego rozchodzenia się światła wykorzystywano od wieków w prostym urządzeniu zwanym camera obscura, co oznacza „ciemny pokój". Jest to po prostu pudełko, w którego jednej ścianie znajduje się maleńki otwór, a na przeciwległej jest materiał światłoczuły.

Ważną cechą światła jest jego zdolność do odbicia. Gdy światło pada na jakąś powierzchnię, odbija się od niej w różnym stopniu. Od gładkiej powierzchni światło odbija się doskonale i nazywamy to odbiciem zwierciadlanym. Obraz odbity jest odwrócony w stosunku do pierwotnego. Zjawisko odbicia jest wykorzystywane m.in. przy produkcji luster, a także elementów odblaskowych zwiększających widoczność pieszych i rowerzystów.

Weź duży kawałek tektury i grubo piszący mazak. Jedną ręką trzymaj tekturkę na wysokości swojej piersi, a w drugiej mazak. Stań przed lustrem i patrząc w lustro, staraj się napisać swoje imię. Jeżeli odczuwasz trudność w pisaniu, zastanów się, z czego ona wynika.

Światło porusza się po linii prostej.

Za oświetlonym obiektem nieprzepuszczającym światła powstaje cień.

Napotykając nieprzezroczystą przeszkodę, światło może zostać odbite lub rozproszone.

Jeżeli powierzchnia odbijająca światło jest nierówna, np. porowata, to następuje . Polega ono na tym, że światło odbija się od przedmiotu w różnych kierunkach. Zjawisko to jest bardzo częste w przyrodzie, gdzie rzadko spotyka się powierzchnie bardzo gładkie.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Dlaczego widzimy?
Wspomagamy oczy

# data[].attributes.attachment_link.description
Wiemy już, że spośród wszystkich ciał niebieskich, jedynie gwiazdy świecą własnym światłem. Wydaje się, że to niemożliwe - przecież Księżyc również świeci, choć może nie aż tak jasno. Przypomnij więc sobie, jak powstają „zajączki" puszczane przy pomocy lusterka. Czy lusterko świeci samo z siebie? Światło porusza się wyłącznie po linii prostej w określonym , np.

# data[].attributes.headline
Wyznaczanie ciepła właściwego wody przy użyciu grzałki o znanej mocy - lekcja

# data[].attributes.subject
Wyznaczanie ciepła właściwego wody przy użyciu grzałki o znanej mocy - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy wyznaczenie ciepła właściwego jest trudne i wymaga specjalistycznej, trudno dostępnej aparatury? Oto nasza propozycja przeprowadzenia takiego doświadczenia.

podać definicję ciepła właściwego substancji;

prawidłowo zmierzyć temperaturę wody termometrem;

podać wartość temperatury wody podczas wrzenia;

obliczać pracę, gdy znasz moc urządzenia i czas jego działania.

analizować proces ogrzewania wody grzałką elektryczną: obliczać wartości pobranego przez wodę ciepła i energii dostarczonej przez grzałkę;

układać bilans energii dla procesu ogrzewania wody grzałką elektryczną;

wyznaczać ciepło właściwe wody;

analizować przyczyny niepewności pomiarowej w procesie wyznaczania ciepła właściwego wody;

dobierać właściwe przyrządy i materiały do przeprowadzenia doświadczenia.

1. zmierzyć masę badanej substancji;

2. zmierzyć zmianę temperatury będącej skutkiem dostarczania (lub odbierania) energii do substancji;

3. obliczyć ilość ciepła dostarczonego tej substancji.

Ciepło właściwe substancji możemy wyznaczyć z zależności:

Jak wynika z powyższej zależności, aby wyznaczyć ciepło właściwe substancji, musimy rozwiązać trzy problemy:

Ilość dostarczonej energii możemy zmierzyć za pomocą źródła ciepła o znanej mocy i poprzez pomiar czasu jego pracy . Takimi źródłami ciepła są czajnik lub grzałka elektryczna. W urządzeniach tych cała energia elektryczna zamieniana jest na ciepło. Ponieważ są one przystosowane głównie do ogrzewania wody, dlatego właśnie tę ciecz wybieramy jako badaną substancję.

Masę wody możemy wyznaczyć, używając wagi lub mierząc jej objętość - w tym przypadku korzystamy ze znajomości gęstości wody.

Termometrem możemy zmierzyć temperaturę początkową wody, a poprzez ogrzewanie wody do momentu rozpoczęcia wrzenia uznajemy, że jej temperatura końcowa osiągnęła wartość . Nie mierzymy tej temperatury termometrem, głównie ze względów bezpieczeństwa.

Ilość ciepła wytworzonego przez grzałkę obliczamy ze wzoru:

Do oznaczenia czasu używamy tu greckiej litery (tau), aby nie myliła się z symbolem temperatury .

Ciepło wytworzone przez grzałkę pobierane jest przez wodę i powoduje wzrost jej energii wewnętrznej, przejawiający się wzrostem temperatury. Opisuje to wzór:

Jeśli założymy, że w wymianie ciepła nie uczestniczą inne ciała, możemy zapisać równanie:

To równanie jest zapisem zasady zachowania energii z uwzględnieniem jej formy elektrycznej i cieplnej, zwanej bilansem ciepła (ilość ciepła dostarczonego = ilość ciepła pobranego).
Z tego równania można obliczyć dowolną nieznaną nam wielkość, gdy pozostałe są znane. W naszym doświadczeniu wielkością obliczaną będzie ciepło właściwe wody , ponieważ wszystkie pozostałe zostaną zmierzone.

Wyznaczenie ciepła właściwego wody przy użyciu grzałki o znanej mocy przy założeniu braku strat energii.

Jeśli w klasie pomiary wykonuje kilka zespołów uczniów, należy tak skoordynować przebieg pomiarów, aby nie wszystkie czajniki działały w tym samym czasie. Grozi to przeciążeniem instalacji elektrycznej.

Przeczytaj jeszcze raz instrukcję wykonania doświadczenia. Zwróć uwagę na czynności zapisane pogrubioną czcionką.

Co będzie potrzebne Instrukcja Podsumowanie

- przyrząd składający się z dwóch naczyń włożonych jedno w drugie i oddzielonych materiałem izolującym, dodatkowo z pokrywką z otworami na termometr i mieszadełko.

Grzałka o mocy 1,5 kW ogrzewa w czajniku 1,5 litra wody. Temperatura początkowa wody wynosi 20°C. Oblicz temperaturę, do jakiej podgrzana byłaby woda w ciągu 3 minut, gdyby nie było strat energii.

W naczyniu znajduje się 1 litr wody w temperaturze 80°C. Oblicz, ile wody o temperaturze 10°C trzeba wlać do tego naczynia, aby temperatura końcowa wynosiła 50°C. Pomiń straty energii. Co oprócz strat energii należałoby uwzględnić, aby dokładnie obliczyć masę potrzebnej wody?

Do 1 litra wody o temperaturze 20°C wrzucono bryłkę o masie 0,19 kg, wykonaną ze szkła o nieznanej wartości ciepła właściwego. Bryłka ta była przedtem w naczyniu z wrzącą wodą. Po chwili zmierzono temperaturę wody, która wyniosła 23,1°C. Przyjmij, że ciepło właściwe wody wynosi . Oblicz ciepło właściwe szkła, z którego jest wykonana bryłka.

- wartość odczytana z tablic na przykład fizycznych, chemicznych lub historycznych itp.

* W naszym doświadczeniu przyjęliśmy założenie, że .

Przeczytaj uważnie fragment o stratach energii. Jaki wpływ na obliczoną wartość ciepła właściwego wody miałoby uwzględnienie strat energii? Uzasadnij swój wniosek.

# data[].attributes.attachment_link.title
Wyznaczanie ciepła właściwego wody przy użyciu grzałki o znanej mocy

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy wyznaczenie ciepła właściwego jest trudne i wymaga specjalistycznej, trudno dostępnej aparatury? Oto nasza propozycja przeprowadzenia takiego doświadczenia. podać definicję ciepła właściwego substancji; prawidłowo zmierzyć temperaturę wody termometrem; podać wartość temperatury wody podczas wrzenia; obliczać pracę, gdy znasz moc urządzenia i czas jego działania.

# data[].attributes.headline
Sprawdzian wiadomości z działu o pracy, mocy i energii - lekcja

# data[].attributes.subject
Sprawdzian wiadomości z działu o pracy, mocy i energii - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.title
Sprawdzian wiadomości i umiejętności z działów o pracy, mocy i energii

# data[].attributes.attachment_link.description
Zasób zawiera trzy ćwiczenia interaktywne różnego typu (przewodnictwo cieplne, praca i przekazywanie ciepła, energia wewnętrzna i zmiany stanu skupienia) oraz cztery polecenia (zadania tekstowe rachunkowe)

# data[].attributes.headline
Źródła światła i jego prędkość. Zjawisko powstawania cienia i półcienia - lekcja

# data[].attributes.subject
Źródła światła i jego prędkość. Zjawisko powstawania cienia i półcienia - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W życiu spotykasz różne źródła światła - Słońce, żarówki i świetlówki, czasem świece i ognisko. Te źródła widzisz - mówimy, że wysyłają światło. Jak to się dzieje, że widzisz różne przedmioty? Ludzi, samochody, budynki? Jak rozchodzi się światło? Czy wszędzie dociera?

wskazać lub wymienić przykłady źródeł światła;

rozróżniać naturalne i sztuczne źródła światła;

odróżniać punktowe i niepunktowe źródła światła;

wyjaśniać powstawanie cienia i półcienia.

Gdy jest ciemno, nie rozróżniamy barw ani kształtów przedmiotów. Do tego, aby widzieć świat pięknym i kolorowym, potrzebne jest światło.

Abyśmy mogli cokolwiek zobaczyć, światło musi dotrzeć do naszego oka i wywołać wrażenie wzrokowe. Światło to może pochodzić bezpośrednio ze źródła światła. Widzimy także przedmioty, od których światło się odbiło.

Gdy zbliżamy rękę do żarówki, czujemy jej ciepło, podobnie w piękny słoneczny dzień, gdy zbyt długo opalamy się na plaży, możemy ulec oparzeniu. Jest to dowód na to, że światło przenosi energię (energię promienistą).

Energia ta wykorzystywana jest przez rośliny w procesie fotosyntezy.

Energia ta jest także potrzebna do tego, aby wywołać w naszym oku wrażenia wzrokowe - czyli po to, byśmy widzieli.

Mówimy, że niektóre ciała wysyłają (emitują) promieniowanie. Czym ono jest? Może to być wysłana fala albo strumień cząstek. O tym, jaką naturę ma promieniowanie, jakie własności i czy jest szkodliwe, dowiesz się podczas dalszej nauki.

Światło to pewien rodzaj promieniowania, które możemy odbierać zmysłem wzroku. Wszystkie ciała, które są źródłem emisji światła, nazywać będziemy .

Znane nam źródła światła możemy podzielić na dwie grupy:

Do naturalnych źródeł światła należą między innymi:

Pierwotnym źródłem światła, związanym z odkryciem przez człowieka sposobu rozniecania ognia, było palące się drewno (ognisko). Dość szybko nasi przodkowie nauczyli się spalać tłuszcze roślinne i zwierzęce, dzięki czemu wynalezione zostały lampki oliwne.

Po pewnym czasie człowiek nauczył się wytwarzać świece. Przełomem w technice sztucznego oświetlenia było skonstruowanie lampy naftowej. Dokonał tego w 1853 roku Polak - Ignacy Łukasiewicz.

Jego wynalazek zrewolucjonizował technikę oświetleniową. Ignacy Łukasiewicz kierował pracą pierwszych na świecie rafinerii ropy naftowej, która wydobywana była na Podkarpaciu w okolicach Krosna. Z biegiem czasu lampę naftową zaczęło stopniowo wypierać oświetlenie elektryczne. Pojawiła się pierwsza żarówka.

Organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED).

Nowoczesnym źródłem światła są organiczne diody elektroluminescencyjne, które obecnie wykorzystuje się do produkcji matryc telewizorów. W przeciwieństwie do telewizorów opartych na technologii ciekłych kryształów (LCD) telewizory OLED nie wymagają tylnego podświetlenia matrycy, ponieważ diody organiczne same emitują różnokolorowe światło. Oprócz tego diody te są bardzo elastyczne, co między innymi stwarza możliwość ukrycia rozwijanego miniekranu np. w długopisie!

Sztuczne źródła światła to między innymi:

Nie wszystkie przedmioty i obiekty, które wydają się świecić, są źródłami światła.

Często przed wschodem lub zaraz po zachodzie Słońca na niebie widoczna jest Wenus. To trzeci pod względem jasności obiekt na niebie (zaraz po Słońcu i Księżycu). Światło Wenus jest czasem tak silne, że przedmioty oświetlone nim rzucają cień. Jednak obiekt ten wcale nie jest źródłem światła! Wenus tak silnie odbija światło słoneczne, że wydaje się, iż jest gwiazdą. W rzeczywistości każda planeta, którą możemy obserwować na niebie, wydaje się świecić własnym światłem - jest to jednak odbite światło słoneczne. Planet nie możemy zaliczyć do źródeł światła, ponieważ nie emitują one światła, a jedynie je odbijają.

Podobnie jest z Księżycem, który podczas pełni bardzo dobrze oświetla otaczający nas krajobraz i przedmioty. Księżyc także nie emituje światła, a jedynie odbija światło słoneczne.

Nie wszystkie obiekty, które wydają się emitować światło, są jego źródłami. Obiekty tego typu świecą światłem odbitym. Między innymi zaliczamy do nich Księżyc i planety, które nie emitują światła, a jedynie odbijają światło słoneczne.

Zastanówmy się teraz, w jaki sposób światło rozchodzi się w przestrzeni. Światło to promieniowanie, które przemieszcza się w próżni z największą możliwą do osiągnięcia w przyrodzie prędkością (prędkością światła), która ma wartość .
Podstawowe właściwości światła znane już były w starożytności. Grecy na podstawie obserwacji wysnuli wniosek, że światło w ośrodkach jednorodnych rozchodzi się po liniach prostych.

Udowodnić prostoliniowe rozchodzenie się światła.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Wytnij w wieczku pudełka prostokąt, pozostawiając ok. 1,5 cm z każdej strony.

2. Od wewnętrznej strony wklej arkusz kalki technicznej.

3. Wnętrze drugiej części pudełka wyklej czarną matową folią samoprzylepną lub pomaluj na czarno.

4. W środku denka pudełka zrób otwór grubą igłą.

5. Nałóż przygotowane wieczko na pudełko i szczelnie je zaklej dookoła.

6. Zwróć pudełko otworem na jakieś źródło światła - co obserwujesz?

Podsumowanie

To, co zbudowaliśmy jest pierwowzorem aparatu fotograficznego. Jest to urządzenie służące do nanoszenia (rzutowania) obrazu trójwymiarowego na powierzchnię płaską, za pomocą którego można obserwować świat. Gdyby w miejscu czarnej powierzchni umieszczono kliszę fotograficzną lub matrycę światłoczułą z aparatu cyfrowego, to obraz ten można byłoby nawet utrwalić. Wykonane przez nas urządzenie, noszące łacińską nazwę camera obscura, działa, wykorzystując zasadę prostoliniowego rozchodzenia się światła.

Promień wychodzący z górnej części żarówki biegnie po linii prostej do otworka w pudełku. Wpada przez otwór do środka i trafia na ekran, tworząc obraz górnej części żarówki na dolnej części ekranu. Podobnie promień wychodzący z dolnej części żarówki biegnie do otworka pudełka i dalej, ku górnej części ekranu. W ten sposób powstaje odwrócony obraz żarówki lub innych przedmiotów.

Podaj trzy przykłady świadczące o tym, że promienie światła rozchodzą się po liniach prostych.

Na animacji pokazano zdjęcie wykonane w lesie. Widoczne liczne drzewa liściaste. W lewym górnym rogu przebijają się promienie słoneczne. Promienie mają kształt smug rozszerzających się ku dołowi. „Brzegi" smug są proste.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na animacji pokazano zdjęcie wykonane w lesie. Widoczne liczne drzewa liściaste. W lewym górnym rogu przebijają się promienie słoneczne. Promienie mają kształt smug rozszerzających się ku dołowi. „Brzegi" smug są proste.

Spróbuj przeprowadzić doświadczenie, które potwierdzi to spostrzeżenie.

Tam, gdzie znajduje się nieprzezroczysta przeszkoda, zatrzymywane są promienie świetlne i powstaje , czyli obszar, do którego nie dochodzą promienie świetlne.

Przypatrz się swojemu cieniowi, gdy oświetla cię światło słoneczne. Czy ma ostre krawędzie, czy też możesz zaobserwować pewien obszar, w którym cień jest „słabszy", a krawędzie cienia nieostre?
Efekt występowania obszaru „jaśniejszego" cienia nazywamy . W jaki sposób on powstaje?

Półcień powstaje wtedy, gdy mamy do czynienia z nieprzezroczystym przedmiotem oświetlanym . Cień bez półcienia powstaje tylko wówczas, gdy nieprzezroczysty przedmiot oświetlony jest .

Powstawanie cienia i półcienia jest dowodem na prostoliniowe rozchodzenie się promieni świetlnych.

Podaj przykłady, dla których to samo źródło światła można potraktować raz jako punktowe, a innym razem jako rozciągłe.

Jeżeli światło, które wyszło z jakiegoś ciała dotrze do naszego oka i wywoła w nim wrażenie świetlne, to powiemy, że widzimy to ciało. Światło to może pochodzić bezpośrednio z wysyłającego je źródła ale widzimy również przedmioty, od których światło się odbiło.

Źródłem światła jest każde ciało emitujące promieniowanie świetlne.

Znane nam źródła światła możemy podzielić na dwie grupy:

naturalne źródła światła (Słońce, gwiazdy, świetliki, niektóre stworzenia morskie, wyładowania atmosferyczne);

sztuczne źródła światła (żarówki elektryczne, neony, diody LED, ognisko).

Źródła światła mogą być punktowe i rozciągłe.

O punktowym źródle światła mówimy wtedy, gdy możemy przyjąć, że promienie wychodzą z jednego punktu. Jest tak wtedy, gdy rozmiary źródła światła są wielokrotnie mniejsze od odległości dzielącej to źródło od oświetlanego przedmiotu.

Jeżeli rozmiary źródła są większe od oświetlanego przedmiotu (na przykład Słońce oświetlające Ziemię lub Księżyc), to mówimy o rozciągłych źródłach światła.

Oprócz źródeł światła są jeszcze obiekty, które świecą światłem odbitym. Należą do nich do nich Księżyc i planety, które nie emitują światła, jedynie odbijają światło słoneczne.

Podczas rozchodzenia sie światła występuje zjawisko powstawania cienia i półcienia - oba zjawiska są dowodem na to, że światło w ośrodkach jednorodnych rozchodzi się prostoliniowo.

Obszar, do którego nie dochodzą promienie świetlne, nazywamy cieniem.

Jeżeli nieprzezroczysty przedmiot jest oświetlany rozciągłym źródłem światła lub gdy przedmiot oświetlany jest kilkoma źródłami punktowymi, to oprócz cienia powstaje obszar półcienia, do którego dociera światło tylko z części źródła światła.

Pewne nieprzezroczyste ciało, znajdujące się w określonej odległości od ekranu, oświetlono raz żarówką z punktowym żarnikiem, a drugi raz żarówką z żarnikiem rozciągłym. Co można powiedzieć na temat cienia i półcienia rzucanego przez to ciało? Zaprezentuj graficznie omówione sytuacje.

Wykonaj rysunek przedstawiający Słońce oraz Ziemię. Słońce jest znacznie większe od Ziemi. Narysuj obszar, do którego nie trafiają promienie słoneczne (obszar cienia) oraz obszar, do którego promienie trafiają tylko z części powierzchni Słońca (obszar półcienia).

Poszukaj w Internecie informacji na temat całkowitych i częściowych zaćmień Słońca i Księżyca. Przeanalizuj i porównaj znalezione interpretacje tych zjawisk.

Na podstawie czego poznasz, że znalazłeś się w obszarze półcienia rzucanego przez nieprzezroczyste ciało? Jak udowodnisz fakt, że znalazłeś się w obszarze cienia?

Punktowe źródło światła to takie, którego rozmiary są zdecydowanie mniejsze od odległości od oświetlanego przedmiotu. Na przykład oddalona od nas o tysiące gwiazda, mimo swojego ogromnego rozmiaru, może być traktowana jako punktowe źródło światła, ponieważ jej średnica w porównaniu z jej odległością od Ziemi jest bardzo mała.

Gdy mówimy o rozciągłych źródłach światła, mamy na myśli takie źródła, których rozmiary są stosunkowo duże w porównaniu z odległością od oświetlanego przedmiotu. Na przykład Słońce w porównaniu z odległością między nim a Ziemią ma na tyle duże rozmiary, że możemy traktować je jako rozciągłe źródło światła.
Świecąca żarówka elektryczna jest przykładem źródła światła, które możemy w zależności od jej odległości od oświetlanego przedmiotu traktować jako źródło rozciągłe- gdy jest blisko - lub punktowe - jeśli odległość dzieląca ją od oświetlanego przedmiotu jest wystarczająco duża.

Za oświetlonym przedmiotem powstaje cień. Ponieważ rozciągłe źródło światła oświetla przedmiot pod różnymi kątami, część promieni może oświetlić obszar za przedmiotem i tym sposobem powstaje cień nieco jaśniejszy od tego powstałego bezpośrednio za przedmiotem. Ten nieco jaśniejszy cień nazywany jest właśnie półcieniem. Gdy znajdziemy się w obszarze półcienia, widzimy fragment powierzchni źródła światła. Natomiast z obszaru cienia nie jesteśmy w stanie w ogóle zaobserwować źródła. Sytuacja taka występuje podczas zaćmień Słońca. Jeżeli znajdziesz się w stożku cienia Księżyca, to zaobserwujesz zakrytą tarczę Słońca. Jeżeli znajdziesz się w obszarze stożka półcienia Księżyca, to zobaczysz tzw. zaćmienie częściowe - część tarczy Słońca będzie przesłonięta tarczą Księżyca.

# data[].attributes.attachment_link.title
Źródła światła i jego prędkość. Zjawisko powstawania cienia i półcienia

# data[].attributes.attachment_link.description
W życiu spotykasz różne źródła światła - Słońce, żarówki i świetlówki, czasem świece i ognisko. Te źródła widzisz - mówimy, że wysyłają światło. Jak to się dzieje, że widzisz różne przedmioty? Ludzi, samochody, budynki? Jak rozchodzi się światło? Czy wszędzie dociera?

# data[].attributes.headline
Przekazywanie energii w zjawisku konwekcji - lekcja

# data[].attributes.subject
Przekazywanie energii w zjawisku konwekcji - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Ciecze są złymi przewodnikami ciepła, dlaczego więc kaloryfery wypełnia się wodą lub innym płynem? Również gazy, a więc i powietrze, są izolatorami, w jaki zatem sposób ogrzewa się całe mieszkanie? Co wspólnego ma gotująca się zupa z plamami na Słońcu?

opisać związek między energią wewnętrzną ciała a jego temperaturą;

obliczyć gęstość ciała, gdy znane są jego masa i objętość;

znając gęstość ciała i płynu, w którym go zanurzono, przewidzieć, czy ciało utonie, czy wypłynie;

opisać zmiany objętości płynu, gdy zmienia się jego temperatura.

Animacja prezentuje zjawisko rozszerzalności termicznej gazu. Na początku pojawia się tytuł „Rozszerzalność termiczna gazu". Następnie pokazano zbiornik z gazem. Tło bardzo jasne, prawie białe. Na środku widoczny zbiornik stojący na beżowym podłożu. Zbiornik (naczynie) ma kształt walca umieszczonego na podwyższeniu na trzech nóżkach. Walec ma nieco większą średnicę niż wysokość. Wykonany jest z przezroczystego szkła. Brakuje górnej podstawy. Mniej więcej w połowie wysokości znajduje się szara pokrywa (tłok), dzięki której gaz znajdujący się w dolnej części zbiornika nie wydostaje się poza zbiornik. Gaz również jest bezbarwny. Widać osiem białych kulek, które poruszają się chaotycznie wewnątrz zbiornika. Na pokrywie umieszczono ciemnoszary, prawie czarny, odważnik. Na odważniku znajduje się biały napis „kg". Po chwili, z prawej strony zbiornika, nico powyżej, pojawia się niebieski napis „300 K". Następnie pod zbiornikiem umieszczony zostaje jasnoszary, prawie biały palnik. Z palnika wydostaje się jasnożółty i pomarańczowy ogień. Do palnika dołączono szary przewód, którym doprowadzany jest gaz. Po chwili niebieski napis zmienia się na „400 K" (temperatura rośnie), a pokrywa (tłok) powoli unosi się. Potem niebieski napis znów się zmienia - na „500 K", a pokrywa ciągle unosi się do góry. W dalszej części niebieski zapis zmienia się na „600 K" i przyjmuje czerwony kolor, a pokrywa (tłok) znajduje się już w górnej części naczynia. Po prawej stronie animacji pojawia się napis: „V/T = const." Pokrywa przestaje się poruszać (wznosić).

Przypomnij sobie definicję gęstości ciała i oceń, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) gęstość 1 kg powietrza, jeśli na skutek wzrostu temperatury jego objętość wzrośnie. Odpowiedź uzasadnij.

Podczas ogrzewania ciała zwiększają swoją objętość. W miarę wzrostu temperatury cząsteczki cieczy i gazów poruszają się coraz szybciej i w następstwie tego oddalają się od siebie - rośnie objętość cieczy i gazów.

Jeśli poprawnie wykonałeś polecenie, to jego wynik można sformułować w postaci wniosku:
powietrze mające wyższą temperaturę ma mniejszą gęstość.

Przypomnij sobie warunek pływania ciał i odpowiedz na pytanie, jak zachowa się porcja powietrza o mniejszej gęstości zanurzona w powietrzu o większej gęstości?

Wnioski wynikające z wykonanych wyżej poleceń pozwalają stwierdzić, że powietrze o niższej temperaturze (a więc większej gęstości) opada na dno - „tonie" w powietrzu o wyższej temperaturze (mniejszej gęstości). Natomiast cieplejsze powietrze wypływa, czyli unosi się do góry, jeśli jest zanurzone w powietrzu chłodniejszym.

Zjawisko konwekcji obserwujemy wszędzie tam, gdy pomiędzy różnymi miejscami objętości substancji występuje różnica temperatur. W wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej, dlatego rosną odległości między nimi, z czego wynika wzrost objętości i spadek gęstości. Obszar gazu lub cieczy o wyższej temperaturze i mniejszej gęstości zgodnie z prawem Archimedesa zaczyna unosić się w górę. Po drodze stykając się z obszarami chłodniejszymi, oddaje im energię.

- proces przenoszenia ciepła w wyniku makroskopowych ruchów materii w gazach i cieczach.

Jeśli ten ruch fragmentów gazu lub cieczy wywołany jest różnicą gęstości, to konwekcję nazywamy swobodną.

Prezentowana animacja ilustruje mechanizm powstawania bryzy morskiej w dzień i w nocy.

Animacja prezentuje ruch konwekcyjny wody w czajniku. Tło białe. Na środku znajduje się czajnik z wodą. Czajnik ma klasyczny kształt (przypominający imbryk). Rurka zakończona „dziobkiem" zwrócona jest w lewą stronę. Dla ułatwienia widoczne są tylko jego kontury (szare), by można zobaczyć, co się dzieje z gotującą się w środku wodą. Na powierzchni wody widoczne niebieskie „bąbelki", woda bulgocze. Czajnik posiada szarą pokrywkę oraz czarny uchwyt w kształcie odwróconej litery U. Woda znajdująca się w czajniku wypełnia ok. trzy czwarte jego objętości. Ma kolor jasnoniebieski. Bezpośrednio pod czajnikiem narysowano 6 czerwonych strzałek, zwróconych ku górze (prostopadle do czajnika). Strzałki nie dotykają czajnika. Na strzałkach poruszają się do góry małe białe kuleczki, w prostej linii. W czajniku, na wodzie, narysowano cztery strzałki symbolizujące ruch konwekcyjny. Mają one kształt półkolisty. Strzałki połączono w pary. Para strzałek przypomina okrąg, stąd strzałki wyglądają jak dwa okręgi ułożone obok siebie. Strzałki zewnętrzne (lewa z lewej pary oraz prawa z prawej pary) mają kolor niebieski, jedynie początek i koniec są delikatnie zabarwione na czerwono. Strzałki wewnętrzne (prawa z lewej pary oraz lewa z prawej pary) mają kolor czerwony, a ich koniec i początek zabarwiony jest na niebiesko. Strzałki zewnętrzne skierowane są do dołu, do wewnątrz. Strzałki wewnętrzne do góry, na zewnątrz. We wszystkich strzałkach poruszają się białe kuleczki. Zgodnie z kierunkiem i zwrotem określonym przez poszczególne strzałki.

Ruch konwekcyjny wody w instalacji c.o.Animacja przedstawia ruch konwekcyjny wody w instalacji centralnego ogrzewania. Tło białe. Schemat instalacji c.o. (centralnego ogrzewania) składa się z dwóch głównych części: kotła i grzejnika. Kocioł znajduje się po lewej stronie, w dolnej części animacji, natomiast grzejnik - po prawej, w górnej części animacji. Kocioł i grzejnik zostały podpisane szarymi literami: „kocioł" i „grzejnik". Grzejnik składa się z pięciu żeberek, w kształcie długich prostokątów z wyraźnie zaokrąglonymi rogami, ułożonymi prostopadle do dolnej krawędzi animacji. Żeberka połączone są ze sobą poziomymi rurkami: na górze i na dole. Kocioł ma kształt prostokąta z zaokrąglonymi rogami. Krawędzie szare, wypełnienie białe. Wysokość dwukrotnie dłuższa niż podstawa. W kotle znajduje się 6 rurek. Rurki mają kształt prostokątów z zaokrąglonymi rogami. Ułożone są równolegle względem siebie, prawie poziomo (prawe końce rurek leżą nieco wyżej niż lewe). Pod rurkami w kotle narysowano 6 krótkich, czerwonych strzałek. Strzałki leżą równolegle względem siebie, prostopadle do dolnej krawędzi kotła. Kocioł oraz grzejnik połączone są ze sobą w taki sposób, że od rurki znajdującej się w kotle najwyżej odchodzi rurka wychodząca z kotła w górnej jego części i biegnie ku górze, następnie zmienia swój kierunek o 90 stopni w prawo i biegnie do grzejnika łącząc wszystkie 5 żeberek (w górnej części grzejnika). Od rurki znajdującej się na samym dole również biegnie rurka - najpierw w prawo, następnie pionowo do góry i później znów w prawo łącząc wszystkie 5 żeberek w dolnej części grzejnika. W rurkach oraz grzejniku znajduje się woda. Nad górną rurką łączącą kocioł z grzejnikiem napisano „gorąca woda". Nad dolną rurą łączącą kocioł z grzejnikiem napisano „chłodna woda". Woda ma dwa kolory: czerwony i niebieski. W górnej części kotła, w górnej rurce oraz w górnej części grzejnika woda ma kolor czerwony. W dolnej części kotła, w dolnej rurce oraz w dolnej części grzejnika rurka ma kolor niebieski. W rurkach z znajdują się białe kuleczki, które pokazują kierunek ruchu wody. Najpierw od górnej części kotła, następnie rurką doprowadzającą wodę do grzejnika, a później, w grzejniku, we wszystkich żeberkach, woda opada w dół. W dalszej kolejności woda płynie dolną rurką i wracam z powrotem do kotła, od dołu.

Konwekcją nazywamy zjawisko polegające na przenoszeniu ciepła przez poruszające się ogrzane warstwy lub obszary gazów bądź cieczy.

Konwekcja swobodna - to ruch gazu lub cieczy spowodowany przez różnice gęstości obszarów o różnej temperaturze.

Ze zjawiskiem konwekcji często spotykamy się na co dzień. Powietrze o wyższej temperaturze w pobliżu nagrzanego kaloryfera unosi się do góry, tam oziębia się i następnie opada.

Zjawisko konwekcji obserwujemy wszędzie tam, gdzie pomiędzy różnymi miejscami objętości substancji występuje różnica temperatur. W wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej, dlatego rosną odległości między nimi, stąd wzrost objętości i spadek gęstości. Obszar gazu lub cieczy o wyższej temperaturze i mniejszej gęstości zgodnie z prawem Archimedesa zaczyna unosić się w górę. Po drodze, stykając się z obszarami chłodniejszymi, oddaje im energię.

Wyjaśnij znaczenie potocznego określenia „ciepło idzie do góry". W swojej wypowiedzi użyj pojęcia: rozszerzalność termiczna, gęstość, konwekcja, ruch konwekcyjny.

W wielu biurowcach instalowane są systemy chłodzenia wykorzystujące tzw. wodę lodową, zawierającą glikol. Woda jest chłodzona w instalacji przypominającej układ chłodniczy spotykany w lodówkach AGD i jako zimna płynie rurami umieszczonymi pod sufitem. Napisz, w jaki sposób system taki ochładza powietrze w pomieszczeniu.

Często słyszymy polecenie: „zamknij drzwi, bo zimno leci". Dlaczego nie jest ono poprawne? Jak powinno brzmieć? Jak przebiega proces wymiany energii po otwarciu drzwi?

Po obejrzeniu powyższej animacji odpowiedz na pytania postawione we wstępie do lekcji: dlaczego kaloryfery wypełnia się płynami oraz w jaki sposób grzejniki ogrzewają mieszkanie, jeśli zarówno ciecze, jak i gazy są złymi przewodnikami ciepła?

Efekt konwekcji możemy bardzo łatwo obserwować na powierzchni gotującej się zupy w garnku. Wystarczy kilka minut, aby zauważyć, że w jednych miejscach gotująca się zupa wypływa na powierzchnię, a w innych opada. Zjawisko konwekcji powoduje przeniesienie energii z dna naczynia wyżej. Podobne zjawisko możemy zaobserwować na powierzchni Słońca. Energia wytwarzana w jego jądrze przenoszona jest na powierzchnię. Na głębokości ok. 100 000 km występuje zjawisko konwekcji: gorące obszary gazu wędrują na powierzchnię - wydostając się pod postacią tzw. granul, mają temperaturę wyższą o kilkaset stopni od otaczających obszarów. Efektem jest wysyłanie większych ilości energii z obszaru granuli. W obszarze, w którym zachodzi konwekcja, pojawiają się silne pola magnetyczne, które zakłócają ruch gorącego gazu. Powstaje wtedy obszar chłodniejszy, widoczny jako plama słoneczna.

Spotyka się czasem określenie konwekcja wymuszona, kiedy ruch powietrza lub cieczy jest spowodowany dzianiem sił zewnętrznych, np. wentylatora. Tego zjawiska nie będziemy jednak omawiać w tym podręczniku.

Oto kilka przykładów konwekcji swobodnej:

Poszukaj w Internecie informacji na temat fotosfery słonecznej, granulacji i plam słonecznych.

* Podczas konwekcji w cieczy lub gazie tworzą się prądy konwekcyjne; jedne strugi płynu poruszają się w górę, a drugie w dół. Strugi te tworzą tak zwane .

# data[].attributes.attachment_link.title
Przekazywanie energii w zjawisku konwekcji

# data[].attributes.attachment_link.description
Ciecze są złymi przewodnikami ciepła, dlaczego więc kaloryfery wypełnia się wodą lub innym płynem? Również gazy, a więc i powietrze, są izolatorami, w jaki zatem sposób ogrzewa się całe mieszkanie? Co wspólnego ma gotująca się zupa z plamami na Słońcu?

# data[].attributes.headline
Ognisko i ogniskowa zwierciadła wklęsłego. Konstrukcja obrazów wytworzonych prze zwierciadła wklęsłe - lekcja

# data[].attributes.subject
Ognisko i ogniskowa zwierciadła wklęsłego. Konstrukcja obrazów wytworzonych prze zwierciadła wklęsłe - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wiecie, jak wygląda wasze odbicie w lustrze, ale jak wyglądałoby, gdybyście stanęli przed wielkim zwierciadłem, którego powierzchnia odbijająca jest wewnętrzną częścią sfery? Czy potrafilibyście geometrycznie skonstruować powstały obraz, tak jak to robiliśmy w przypadku zwierciadła płaskiego?

podać definicję zwierciadła płaskiego i przytoczyć przykłady jego zastosowania;

podać treść prawa odbicia;

wykorzystać prawo odbicia do geometrycznej konstrukcji obrazu w zwierciadle płaskim;

podać definicję obrazu prostego i pozornego;

opisać zjawisko rozproszenia światła przy odbiciu od chropowatej powierzchni.

podawać definicję zwierciadła wklęsłego;

podawać definicję podstawowych parametrów układu optycznego zwierciadła wklęsłego, takich jak oś optyczna, promień, ognisko i ogniskowa;

wymieniać zastosowania zwierciadła wklęsłego;

opisywać obrazy powstające w zwierciadle wklęsłym, przy różnych odległościach przedmiotu od niego;

konstruować obrazy przedmiotu przy jego różnych odległościach od zwierciadła.

Gdy obserwujesz uważnie wewnętrzną powierzchnię metalowej łyżki lub chochli bądź też szklany reflektor latarki, możesz zauważyć, że są one wklęsłe i dobrze odbijają padające promienie świetlne. Są one przykładem .

Powierzchnia zwierciadeł wklęsłych jest częścią wewnętrznej powierzchni sfery lub innej . Zwierciadła latarek i reflektorów samochodowych mają zwykle kształt powierzchni parabolicznych.

filmik prezentujący reflektor samochodowy, nie widać szczegółów konstrukcji tylko jak świeci. Animacja przedstawiająca obrót paraboli wokół osi symetrii (prosta pozioma przechodząca przez punkt F). Krzywa obraca się i tworzony jest kształt paraboloidy. powstała paraboloida przecinana jest w płaszczyźnie rysunku, połowa odpada, widać przekrój. Na parabolę pada wiązka promieni równoległych do osi symetrii i po odbiciu skupiają się w jednym punkcie F. To samo co w poprzedniej scenie ale w odwrotnym kierunku. statyczny rys. wzorcowy. Linie bez strzałek.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
filmik prezentujący reflektor samochodowy, nie widać szczegółów konstrukcji tylko jak świeci. Animacja przedstawiająca obrót paraboli wokół osi symetrii (prosta pozioma przechodząca przez punkt F). Krzywa obraca się i tworzony jest kształt paraboloidy. powstała paraboloida przecinana jest w płaszczyźnie rysunku, połowa odpada, widać przekrój. Na parabolę pada wiązka promieni równoległych do osi symetrii i po odbiciu skupiają się w jednym punkcie F. To samo co w poprzedniej scenie ale w odwrotnym kierunku. statyczny rys. wzorcowy. Linie bez strzałek.

Gdy zaczniesz obracać wokół średnicy okrąg, wówczas otrzymasz sferę (powierzchnię kuli). Gdy „odetniesz" jej fragment i sprawisz, by jej wewnętrzna część bardzo dobrze odbijała światło, wówczas uzyskasz wklęsłe zwierciadło kuliste (sferyczne).

Scena przedstawia wycieniowaną kulę. Animowany nóż odcina część kuli wzdłuż pionowej płaszczyzny z lewej strony. ¾ kuli odpada i znika, pozostaje ¼ z lewej i widać że jest pusta i srebrzysta wewnątrz. Pojawia się paraboloida i obie powierzchnie się nakładają. Widać, ze blisko środka praktycznie się pokrywają natomiast dalsze obszary się rozjeżdżają. Do rysunku z poprzedniej sceny dorysowywane jst kilka promieni blisko osi optycznej, które odbijają się (zgodnie z prawami odbicia) i skupiają w jednym punkcie.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Scena przedstawia wycieniowaną kulę. Animowany nóż odcina część kuli wzdłuż pionowej płaszczyzny z lewej strony. ¾ kuli odpada i znika, pozostaje ¼ z lewej i widać że jest pusta i srebrzysta wewnątrz. Pojawia się paraboloida i obie powierzchnie się nakładają. Widać, ze blisko środka praktycznie się pokrywają natomiast dalsze obszary się rozjeżdżają. Do rysunku z poprzedniej sceny dorysowywane jst kilka promieni blisko osi optycznej, które odbijają się (zgodnie z prawami odbicia) i skupiają w jednym punkcie.

Do opisu i wyjaśnienia powstawania obrazu przy użyciu zwierciadła kulistego wklęsłego potrzebne będą pewne pojęcia. Ich ilustrację możemy zobaczyć na poniższym rysunku:

Skoro zwierciadło jest fragmentem powierzchni kuli, to pierwszym ważnym pojęciem charakteryzującym zwierciadło jest promień tej kuli, który nazywamy .
to prosta przechodząca przez środek krzywizny zwierciadła (O), pokrywająca się z jego osią symetrii. Promień krzywizny to również odcinek między punktem O a punktem, w którym oś optyczna przechodzi przez powierzchnię zwierciadła (niekiedy nazywany wierzchołkiem zwierciadła).
(F) jest punktem geometrycznym, gdzie przecinają się wszystkie promienie odbite od powierzchni zwierciadła wklęsłego, które padały na niego przed odbiciem równolegle do jego osi optycznej. Ognisko leży dokładnie w połowie promienia krzywizny zwierciadła.

Ponieważ punkt F nazywa się ogniskiem zwierciadła, to długość odcinka łączącego ten punkt z powierzchnią zwierciadła (W), wzdłuż osi optycznej, nazywamy odległością .
Między ogniskową (f) a promieniem krzywizny (r) zwierciadła kulistego wklęsłego istnieje następująca zależność:

Jednostką ogniskowej f w układzie SI jest metr.

Kuchnia słoneczna.
W krajach, gdzie nie ma energii elektrycznej lub dostęp do niej jest utrudniony, dostęp do energii słonecznej jest zaś praktycznie nieograniczony, stosuje się zwierciadła wklęsłe.
Zadania teleskopów to:

zbieranie większej ilości światła - powierzchnia obiektywu jest wiele razy większa od powierzchni źrenicy oka, co pozwala na oglądanie ciał bardzo odległych, od których tego światła przychodzi niezwykle mało;

zwiększanie odległości kątowej pomiędzy obiektami lub fragmentami obiektów, co pozwala na zobaczenie ich struktury.

Korzystając z faktu, że promienie słoneczne biegnące równolegle do osi optycznej przecinają się po odbiciu od zwierciadła w jednym punkcie - jego ognisku, możemy wykorzystać ich energię do przygotowania potraw. Wystarczy, że w ognisku zwierciadła umieścimy garnek pokryty ciemną emalią, a będzie on pochłaniał energię promieniowania świetlnego i podgrzewał jedzenie. Taka kuchenka jest wystarczająca do tego, aby zagotować wodę i ugotować dowolną potrawę. W okolicach równika energia promieniowania słonecznego jest na tyle duża, że z pewnością jesteśmy w stanie nawet coś upiec.

Gdyby nie zwierciadła wklęsłe, nie bylibyśmy w stanie prowadzić obserwacji nieba i badać ciał niebieskich oddalonych od nas o miliony lat świetlnych.

Obraz w zwierciadle wklęsłym

Promień świetlny jest linią, wzdłuż której rozchodzi się światło. W celu geometrycznej konstrukcji obrazu, między innymi w zwierciadłach, posługujemy się tzw. promieniami konstrukcyjnymi. W zwierciadle kulistym wklęsłym będą to:

1. promień równoległy do osi optycznej, który po odbiciu przechodzi przez ognisko zwierciadła F. Bieg tego promienia wynika z definicji ogniska;

2. promień zgodny z promieniem krzywizny zwierciadła, przechodzący przez środek krzywizny zwierciadła O, po odbiciu biegnie tym samym torem. Wynika to z faktu, że kąt padania na powierzchnię zwierciadła jest równy zero;

3. promień przechodzący przez ognisko zwierciadła F po odbiciu od zwierciadła biegnie równolegle do osi optycznej. Podobnie jak w punkcie 1) wynika to z definicji ogniska.

Grafika obrazu w zwierciadle wklęsłym. Następnie rysunki przedstawiające schematycznie możliwe sposoby odbicia się konkretnych punktów w zwierciadle.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Oblicz wysokość przedmiotu, jeśli jego obraz powstały w zwierciadle wklęsłym kulistym ma 5 cm wysokości, a powiększenie wynosi 0,5?

Zwierciadło kuliste wklęsłe jest zwierciadłem, którego powierzchnia odbijająca promienie świetlne jest wewnętrzną powierzchnią części kuli.

Układ optyczny zwierciadła kulistego (sferycznego) wklęsłego opisuje:

oś optyczna - prosta przechodząca przez środek krzywizny zwierciadła, czyli przez środek sfery, z której powstało, łącząca środek krzywizny zwierciadła z jego wierzchołkiem;

promień krzywizny zwierciadła - odcinek między środkiem krzywizny zwierciadła a punktem, w którym oś optyczna przechodzi przez powierzchnię zwierciadła;

ognisko zwierciadła - punkt na osi optycznej, w którym przecinają się promienie odbite od zwierciadła, które były przed odbiciem równoległe do osi optycznej. Punkt ten leży w połowie promienia krzywizny zwierciadła;

ogniskowa - długość odcinka położonego na osi optycznej i łączącego ognisko z powierzchnią zwierciadła.

Promień świetlny jest linią, wzdłuż której rozchodzi się światło. W celu geometrycznej konstrukcji obrazu, między innymi w zwierciadłach, posługujemy się tzw. promieniami konstrukcyjnymi. W zwierciadle kulistym wklęsłym będą to:

promień równoległy do osi optycznej, który po odbiciu przechodzi przez ognisko zwierciadła ;

promień zgodny z promieniem krzywizny zwierciadła, przechodzący przez środek krzywizny zwierciadła , po odbiciu powraca tym samym torem, którym przybył;

promień przechodzący przez ognisko zwierciadła , po odbiciu opuszcza zwierciadło torem równoległym do osi optycznej.

Zwierciadła wklęsłe znalazły zastosowanie jako reflektory w lampach samochodowych, latarkach, antenach i teleskopach astronomicznych.

Powiększenie jest wielkością bezwymiarową.

Wykonaj konstrukcję obrazu przedmiotu znajdującego się pomiędzy środkiem zwierciadła a ogniskiem.

Jaki obraz powstaje w zwierciadle wklęsłym kulistym, gdy przedmiot umieścimy między ogniskiem a wierzchołkiem zwierciadła?

Uzasadnij, dlaczego kąt padania i kąt odbicia promienia biegnącego wzdłuż promienia krzywizny mają wartości równe zero.

Poszukaj w Internecie informacji o budowie różnych teleskopów zwierciadlanych.

Ognisko i ogniskowa zwierciadła wklęsłego. Konstrukcja obrazów wytworzonych przez zwierciadła wklęsłe

Przeczytaj uważnie poniższe zdania i zaznacz, które są zgodne z prawdą, a które nie.

Odbicie światła od zakrzywionych powierzchni wykorzystujemy między innymi w latarkach i reflektorach.

□

□

Latarka równie dobrze działałaby, gdyby zamiast powierzchni wklęsłej do odbicia światła użyto zwierciadła płaskiego.

□

□

Gdy użyjemy w latarce wypukłej powierzchni w celu odbicia światła, otrzymamy dokładnie taki sam efekt, co w przypadku odbicia od powierzchni wklęsłej.

□

□

Ognisko i ogniskowa zwierciadła wklęsłego. Konstrukcja obrazów wytworzonych przez zwierciadła wklęsłe

Dopasuj odpowiednie nazwy parametrów układu optycznego zwierciadła wklęsłego kulistego do ich definicji.

Odcinek łączący ognisko z powierzchnią zwierciadła, leżący na osi optycznej., Promień sfery, której fragmentem jest powierzchnia zwierciadła., Punkt, w którym skupiają się promienie równolegle do osi optycznej po odbiciu od zwierciadła., Prosta przechodząca przez środek krzywizny zwierciadła, leżąca na promieniu krzywizny.

Ognisko i ogniskowa zwierciadła wklęsłego. Konstrukcja obrazów wytworzonych przez zwierciadła wklęsłe

Uzupełnij zdanie.

wystarczą dwa promienie, muszą zostać wzięte pod uwagę co najmniej trzy promienie, wystarczy dokładnie jeden promień

Do konstrukcji obrazów w zwierciadłach kulistych wklęsłych .........................................................................................................................

Analiza sposobu powstawania obrazów w zwierciadle kulistym wklęsłym.

Instrukcja

Umieść po kolei przedmiot:

1. W ognisku zwierciadła.

2. Za środkiem krzywizny zwierciadła.

3. Między środkiem krzywizny zwierciadła a ogniskiem.

4. Między ogniskiem a powierzchnią zwierciadła.

Czy i jaki obraz powstaje przy każdym położeniu?

Podsumowanie

Jak widzisz, w zależności od położenia przedmiotu powstaje jego różny obraz obserwowany w zwierciadle kulistym wklęsłym. Może to być obraz pozorny (powstający za powierzchnią zwierciadła) lub rzeczywisty (powstający przed powierzchnią zwierciadła), pomniejszony lub powiększony, prosty lub odwrócony.
Obraz punktu powstaje w miejscu, gdzie się przetną promienie po odbiciu od zwierciadła (obraz rzeczywisty) lub w tam, gdzie przetną się przedłużenia promieni odbitych (obraz pozorny - podobnie jak w zwierciadle płaskim).

Cechy obrazu powstałego w zwierciadle wklęsłym

odległość przedmiotu mniejsza od ogniskowej

pozorny, prosty, powiększony

odległość przedmiotu równa się ogniskowej

po odbiciu promienie świetlne biegną równolegle do siebie

odległość przedmiotu jest większa od ogniskowej i mniejsza od podwójnej ogniskowej f < x <2 f lub f < x < r

rzeczywisty, odwrócony, powiększony

odległość przedmiotu równa jest podwójnej ogniskowej x =2 f lub

rzeczywisty, odwrócony, ma takie same rozmiary jak przedmiot

odległość przedmiotu większa od podwójnej ogniskowej x >2 f lub

rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony

Zwierciadło wypukłe.
W tym podrozdziale poznaliście zwierciadła wklęsłe. Ale nie jest to jedyny typ zwierciadeł o krzywej powierzchni, od której odbija się światło. Zapewne nie raz zdarzyło ci się przeglądać w bombce choinkowej. Jest to także zwierciadło. Jeżeli bombka ma kształt kuli, to jest to zwierciadło kuliste wypukłe.

Nie tylko powierzchnia bombki choinkowej może być zwierciadłem wypukłym, może nim być równie dobrze sferyczna część chochli lub łyżki.

Na kartce papieru narysuj oś optyczną, zaznacz środek krzywizny O i z tego punktu zakreśl przy pomocy cyrkla łuk okręgu. Zaznacz położenie ogniska F. Niech przedmiotem, którego obraz będziesz konstruował, stanie się odcinek AB (prostopadły do osi optycznej, punkt A leży na tej osi). Następnie umieść ten „przedmiot" na rysunku po kolei w odległości x > r; x = r; r> x > f; x = f; x<f i dla każdego przypadku wykonaj konstrukcję obrazu punktu A. Na końcu sprawdź, czy otrzymane obrazy spełniają relacje podane w tabelce powyżej.

Teleskop, przyrząd zaprojektowany przez Izaaka Newtona i używany do dziś, składa się ze zwierciadła wklęsłego, skupiającego dobiegające do niego promienie. Padają one potem na kolejne zwierciadło (płaskie) zmieniające kierunek biegu promieni świetlnych do okularu, a potem do naszego oka. Teleskopy tego typu używane są zarówno przez astronomów amatorów, jak i w największych obserwatoriach astronomicznych świata. Największe zwierciadła teleskopów na świecie mają średnice 5 lub 6 m. Są one wykonane z jednego bloku szkła. Większe teleskopy mają średnice dochodzące do 10 m, ale składają się z wielu segmentów. Projektowany największy teleskop ma mieć średnicę 39 m i składać się będzie z prawie 800 luster.

Jak powstaje obraz w zwierciadle wklęsłym kulistym? Zmieniając odległość zwierciadła od przedmiotów, uzyskujesz różne obrazy - odwrócone, proste, pomniejszone, powiększone... lub czasami nie jesteś w stanie uzyskać żadnego obrazu.
Na pytanie, jak powstaje obraz w tego typu zwierciadłach, znajdziesz odpowiedź, posługując się poniższą aplikacją.

Obraz otrzymany za pomocą zwierciadła wklęsłego może być mniejszy od przedmiotu, większy od niego lub być takiej samej wielkości. Mówimy, że obraz może mieć różne powiększenie.

# data[].attributes.attachment_link.title
Ognisko i ogniskowa zwierciadła wklęsłego. Konstrukcja obrazów wytworzonych przez zwierciadła wklęsłe

# data[].attributes.attachment_link.description
Wiecie, jak wygląda wasze odbicie w lustrze, ale jak wyglądałoby, gdybyście stanęli przed wielkim zwierciadłem, którego powierzchnia odbijająca jest wewnętrzną częścią sfery? Czy potrafilibyście geometrycznie skonstruować powstały obraz, tak jak to robiliśmy w przypadku zwierciadła płaskiego?

# data[].attributes.headline
Energia kinetyczna - rozwiązywanie zadań

# data[].attributes.subject
Energia kinetyczna - rozwiązywanie zadań

# data[].attributes.headline
Podsumowanie wiadomości o ruchu drgającym i falach - lekcja

# data[].attributes.subject
Podsumowanie wiadomości o ruchu drgającym i falach - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W tym dziale opisaliśmy dwa nowe rodzaje ruchu: ruch drgający i ruch falowy. Podaliśmy definicje wielkości charakteryzujących te ruchy. Przeanalizowaliśmy ruch ciężarka na sprężynie oraz ruch wahadła matematycznego jako przykłady ruchu drgającego. Zapoznaliśmy was z falami dźwiękowymi, ich charakterystyką i źródłami, czyli instrumentami muzycznymi. Wprowadziliśmy pojęcie ultra- i infradźwięków. Nauczyliśmy was wyznaczać okres w ruchu drgającym, wytwarzać dźwięki o większej lub mniejszej częstotliwości, korzystać z zależności między wielkościami opisującymi fale do obliczeń.

Ruch drgający to taki ruch, w którym wielkości opisujące go zmieniają cyklicznie swoje wartości.

Ruch drgający odbywa się wokół punktu zwanego położeniem równowagi.

Szczególnymi przykładami ruchu drgającego są: ruch wahadła matematycznego i ciężarka zawieszonego na sprężynie, które wykonują drgania harmoniczne.

prędkość fali - prędkość, z jaką w ośrodku rozchodzi się zaburzenie wywołane drganiami źródła fali. Jej wielkość zależy od właściwości ośrodka; jego sprężystości i gęstości; jednostka - metr na sekundę ;

amplituda fali - amplituda drgań cząsteczek ośrodka, w którym rozchodzi się fala; jednostka - metr;

okres fali - okres drgań źródła fali, a jednocześnie okres drgań cząsteczek ośrodka, w którym rozchodzi się fala; jednostka - sekunda;

częstotliwość fali - częstotliwość drgań źródła fali, a jednocześnie częstotliwość drgań cząsteczek ośrodka, w którym rozchodzi się fala; jednostka - herc [Hz];

długość fali (lambda) - odległość między dwoma sąsiednimi grzbietami (lub dwiema sąsiednimi dolinami) fali; jednostka - metr.

Dźwiękami nazywamy fale wytworzone przez ciała drgające z częstotliwością z zakresu od 16 Hz do 20 kHz; podany zakres ma charakter umowny, w rzeczywistości jest cechą indywidualna każdego człowieka.

Dźwięk może być zarejestrowany przez ludzkie ucho, jeśli energia niesiona przez falę dźwiękową jest większa od progu słyszalności, a mniejsza od granicy bólu.

Podstawowymi cechami dźwięku są:

wysokość - związana z częstotliwością fali: wyższy dźwięk - większa częstotliwość;

głośność - związana z amplitudą fali: większa amplituda - głośniejszy dźwięk;

barwa* - związana ze złożonością drgań źródła fali, pozwala rozróżniać brzmienie różnych instrumentów.

węzłów - miejsc, w których elementy ośrodka nie drgają;

strzałek - miejsc, gdzie amplituda drgań elementów ośrodka jest maksymalna.

Ciało wykonujące ruch drgający posiada dwa rodzaje energii: energię kinetyczną i energię potencjalną.

Dla wahadła matematycznego energia potencjalna to energia potencjalna grawitacji, a dla ciężarka na sprężynie - energia potencjalna sprężystości.

Podczas drgania zmienia się zarówno wartość energii kinetycznej, jak i energii potencjalnej.

Energia kinetyczna:

rośnie, gdy ciało drgające zbliża się do położenia równowagi;

maleje podczas oddalania się ciała od położenia równowagi;

osiąga największą wartość, gdy ciało przechodzi przez położenie równowagi;

przyjmuje wartość zero w punktach maksymalnego wychylenia z położenia równowagi.

Energia potencjalna:

maleje, gdy ciało drgające zbliża się do położenia równowagi;

rośnie podczas oddalania się ciała od położenia równowagi;

osiąga największą wartość w punktach maksymalnego wychylenia z położenia równowagi;

przyjmuje wartość zero, gdy ciało przechodzi przez położenie równowagi.

Suma energii kinetycznej potencjalnej podczas drgania pozostaje stała i równa jest pracy wykonanej przez siły zewnętrzne podczas wytrącania ciała z położenia równowagi.

Podstawowym elementem instrumentu muzycznego jest ciało drgające: struna, słup powietrza, membrana itp.

W drgających elementach instrumentów (strunach, słupach powietrza, membranach) powstają fale stojące.

Wysokość (częstotliwość) dźwięku emitowanego przez instrument zależy od najdłuższej (podstawowej) fali, jaka może powstać w elemencie drgającym, a ta związana jest z rozmiarami tego elementu.

W instrumentach dętych większej długości piszczałki odpowiada mniejsza częstotliwość podstawowa, a tym samym niższy dźwięk.

W instrumentach strunowych wysokość dźwięku zależy od:

długości struny: większa długość - niższy dźwięk;

grubości struny: cieńsza struna - wyższy dźwięk;

naciągu struny: większa siła naciągu - wyższy dźwięk.

Infradźwiękami nazywamy fale mechaniczne o częstotliwości mniejszej od 16 Hz.

Źródłem ultradźwięków w naturze są: grzmoty, trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, wodospady, wiatr, zorze polarne.

W budynkach infradźwięki mogą powstawać w przewodach wentylacyjnych oraz w wyniku drgań różnych maszyn i urządzeń biurowych.

Infradźwięki mają niekorzystny wpływ na organizm człowieka.

Ultradźwięki to fale mechaniczne o częstotliwości większej niż 20 kHz.

Ultradźwięki są wytwarzane i rejestrowane przez niektóre zwierzęta.

Sztucznie wytworzone w generatorach fale ultradźwiękowe znalazły liczne zastosowania w terapii i diagnostyce medycznej (USG), fizykoterapii, w technice (sonary) i nauce.

Infradźwięki i ultradźwięki nie są rejestrowane przez ludzkie ucho, ale mogą być wysyłane i odbierane przez niektóre zwierzęta.

Częstotliwość drgań napiętej struny związana jest z długością fali biegnącej w strunie oraz prędkości fali w strunie: . Strojenie instrumentu polega na zmianie naprężenia struny, co pociąga za sobą zmianę wysokości dźwięku. Określ, która z wymienionych tu wielkości: długość fali czy prędkość fali (w strunie) zmienia się podczas strojenia? Odpowiedź uzasadnij.

Okres drgań wahadła matematycznego dla małych kątów wychylenia nie zależy od amplitudy drgań. Tę właściwość wahadła nazywamy izochronizmem.

Okres drgań wahadła matematycznego zależy od jego długości, przy czym:

Okres drgań wahadła matematycznego nie zależy od masy wahadła.

Fala mechaniczna to drgania czasteczek rozchodzące się w ośrodku sprężystym.

Źródłem fali jest ciało drgające, które przekazuje drgania cząsteczkom ośrodka.

Gdy w ośrodku rozchodzi się fala, cząsteczki tego ośrodka wykonują ruch drgający; każda wokół swego położenia równowagi. Ruch ten odbywa się na małej przestrzeni.

Fala mechaniczna to drgania rozchodzące się ruchem jednostajnym w ośrodku jednorodnym. Ruch fali jest możliwy wtedy, gdy cząsteczki ośrodka przekazują sobie wzajemnie drgania.

Wielkości charakteryzujące ruch falowy:

Fale stojące są wynikiem nałożenia się fal biegnących w przeciwne strony; składają się z:

Odległość dwóch sąsiednich węzłów równa jest połowie długości fali biegnącej w ośrodku; odległość węzła od najbliższej strzałki równa jest długości fali biegnącej.

# data[].attributes.attachment_link.title
Podsumowanie wiadomości o ruchu drgającym i falach

# data[].attributes.attachment_link.description
W tym dziale opisaliśmy dwa nowe rodzaje ruchu: ruch drgający i ruch falowy. Podaliśmy definicje wielkości charakteryzujących te ruchy. Przeanalizowaliśmy ruch ciężarka na sprężynie oraz ruch wahadła matematycznego jako przykłady ruchu drgającego. Zapoznaliśmy was z falami dźwiękowymi, ich charakterystyką i źródłami, czyli instrumentami muzycznymi. Wprowadziliśmy pojęcie ultra- i infradźwięków.

# data[].attributes.headline
Pierwsza zasada dynamiki Newtona. Bezwładność ciał - lekcja

# data[].attributes.subject
Pierwsza zasada dynamiki Newtona. Bezwładność ciał - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Dlaczego niektóre ciała tak łatwo wprawić w ruch, a w przypadku innych jest to prawie niemożliwe? Które ciało łatwiej zatrzymać? To o większej czy o mniejszej masie? Dlaczego tak jest?

opisywać ruch jako zmianę położenia ciała względem układu odniesienia;

podawać definicję prędkości i obliczać jej wartość;

interpretować siłę jako miarę oddziaływania ciał na siebie;

interpretować masę jako ilość substancji zawartej w ciele;

odróżniać skutki statyczne i dynamiczne działania sił.

podawać siłę jako przyczynę zmiany rodzaju lub kierunku ruchu;

podawać treść pierwszej zasady dynamiki Newtona, czyli podawać warunki, jakie muszą być spełnione, aby ciało poruszało się ruchem jednostajnym prostoliniowym lub było w spoczynku;

podawać przykłady zjawiska bezwładności.

Jak to się dzieje, że kamień stacza się z góry? Dlaczego nieruchome przedmioty zaczynają się poruszać?
Przyczyną tych zjawisk są skutki działania sił - oczywiste jest, że w celu przesunięcia szafy musimy działać na nią pewną siłą.

Siła ta musi pokonać siłę tarcia. A gdyby nie było tarcia? Czy łatwo jest poruszyć samochód? Czy łatwiej jest poruszyć samochód duży czy mały? Czy łatwiej jest poruszyć wiszący worek treningowy (taki dla bokserów) czy niewielki woreczek?

Przyczyną zmian prędkości ciała względem nieruchomego układu odniesienia jest działanie niezrównoważonej siły na to ciało.

Zastanów się z kolegami i koleżankami, co się stanie, gdy na ciało poruszające się w poziomie dowolnym ruchem prostoliniowym nagle przestaną działać wszelkie siły?

Aby zmienić prędkość podczas jazdy na deskorolce, należy podziałać na nią pewną siłą. Jej działanie może przyspieszyć lub opóźnić, a nawet zatrzymać ruch deskorolki.

Aby zmienić kierunek ruchu toczącej się piłki, również musimy podziałać na nią siłą.

Działanie niezrównoważonej siły (siły wypadkowej różnej od zera) powoduje zmianę prędkości poruszającego się ciała. Obserwujemy jednak i takie ciała, które poruszają się ze stałą prędkością lub też pozostają w spoczynku względem wybranego układu odniesienia.

Gdy ciało spoczywa, wszystkie działające na nie siły równoważą się. Wartość siły wypadkowej wynosi zero. Na ciało nie działa żadna niezrównoważona siła, a jego prędkość względem wybranego układu odniesienia równa jest zero.

Dlaczego samochód może poruszać się ze stałą prędkością pomimo tego, że jego silnik cały czas pracuje i wytwarza siłę napędową? Dlaczego prędkość samochodu nie rośnie?

Podobnie jest ze spadochroniarzem. Opada on ruchem jednostajnym (poza początkowym odcinkiem drogi). Wiemy jednak, że kamień spadający swobodnie porusza się ruchem przyspieszonym. Dlaczego w takim razie spadochroniarz porusza się z prędkością o stałej wartości?

1. siła grawitacji (skierowana pionowo w dół) i (skierowana pionowo w górę);

2. siła ciągu silników (zwrócona w tę stronę, w którą leci samolot) i siły oporu ruchu, zwrócone przeciwnie do zwrotu prędkości samolotu.

Przyczyną tego zjawiska są opory ruchu. Zagadnieniem tym zajmowaliśmy się już wcześniej i będziemy się również zajmować dokładniej na następnej lekcji, dlatego też teraz ograniczymy się do stwierdzenia, że wartość siły oporu powietrza lub wody zależy od prędkości ruchu ciała w tych ośrodkach. Podczas opadania wartość prędkości spadochroniarza wzrasta i rośnie też siła oporu stawianego mu przez powietrze. Gdy siły się zrównoważą, dalszy ruch odbywa się już ze stałą wartością prędkości.

Siła napędowa silnika samochodu równoważona jest przez siły przeciwdziałające jego ruchowi, np. siłę tarcia toczących się po powierzchni jezdni opon lub siły oporu powietrza. Noszą one wspólną nazwę . Siła wypadkowa działająca na jadący po linii prostej z prędkością o stałej wartości samochód, będąca sumą siły napędowej i sił oporu ruchu, równa jest zeru.

Dlaczego lecący po linii prostej samolot może poruszać się ze stałą prędkością?
Na lecący samolot działają łącznie cztery siły, które muszą parami się równoważyć:

Gdy zostanie spełniony warunek ich równowagi, tzn. siła wypadkowa działająca na samolot wyniesie zero, to będzie on się poruszał z prędkością o stałej wartości, kierunku i zwrocie.

Przedstawione zjawisko nosi nazwę pierwszej zasady dynamiki, a sformułował ją na przełomie XVII i XVIII wieku sir Isaac Newton .

Wyobraźmy sobie, że jadący autobus nagle zaczyna hamować. Co się wtedy dzieje? Przedmioty, które nie są umocowane, zaczynają się poruszać w tę stronę, w którą jechał autobus. Dotyczy to także ludzi, przy czym niektórzy z nich mogą się nawet przewrócić. Podobnie jest, gdy pojazd rusza z dużym przyspieszeniem. Wtedy nieumocowane przedmioty i jadący pojazdem ludzie zaczynają poruszać się względem ścian pojazdu do tyłu, co powoduje, że również się przewracają.

Prezentowany jest widok z boku (przekrój - widać pasażerów stojących w środku, siedzących nie ma) animowanego autobusu. Na zewnątrz elementy sugerujące, ze autobusu stoi: drzewa, domy, latarnie, słupek przystanku. Autobus nie zmienia położenia względem nich. Autobus rusza. Przesuwa się tylko trochę i stopklatka. Pojawiają się dymki wypowiedzi. Dalej rusza. Pasażerowie padają na podłogę. Autobus odjeżdża. Pojawiają się dymki wypowiedzi.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Prezentowany jest widok z boku (przekrój - widać pasażerów stojących w środku, siedzących nie ma) animowanego autobusu. Na zewnątrz elementy sugerujące, ze autobusu stoi: drzewa, domy, latarnie, słupek przystanku. Autobus nie zmienia położenia względem nich. Autobus rusza. Przesuwa się tylko trochę i stopklatka. Pojawiają się dymki wypowiedzi. Dalej rusza. Pasażerowie padają na podłogę. Autobus odjeżdża. Pojawiają się dymki wypowiedzi.

Bezwładność jest siłą pojawiającą się w układach odniesienia, które przyspieszają, zwalniają lub zmieniają kierunek ruchu względem nieruchomego układu odniesienia.

Przyczyną zmian prędkości ciała względem nieruchomego układu odniesienia jest działanie na to ciało niezrównoważonej siły.

Ciała spoczywające dążą do przebywania w stanie spoczynku, ciała poruszające się - do utrzymania tego ruchu bez zmiany prędkości. Cecha ciała polegająca na tym, że ciało dąży do zachowania stanu spoczynku lub stanu ruchu jednostajnego prostoliniowego nazywa się bezwładnością. Bezwładność uwidacznia się w układach odniesienia, które przyspieszają, zwalniają lub zmieniają kierunek ruchu względem nieruchomego układu odniesienia.

Masa jest miarą ilości materii w danym przedmiocie. Jest miarą bezwładności - oporu, jaki stawia ten przedmiot, gdy chcemy go poruszyć, zatrzymać lub zmienić w jakiś sposób jego ruch.

Pierwsza zasada dynamiki Newtona głosi, że jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły się równoważą, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym względem nieruchomego układu odniesienia.

Wymień przykłady praktycznego zastosowania bezwładności.

Pocisk porusza się w lufie armaty w wyniku parcia gazów powstałych po spaleniu prochu. Wymień dwie siły działające na pocisk po opuszczeniu lufy. Czy jest wśród nich siła parcia gazów prochowych? Uzasadnij swoją odpowiedź.

Przygotuj następujące pomoce: niewielki prostopadłościenny klocek, kulkę o podobnych rozmiarach i samochodzik mający obracające się kółka. Ustaw je w jednej linii wzdłuż linijki, a następnie przesuwaj linijkę tak, aby wszystkie te przedmioty znalazły się w ruchu. W pewnej chwili zatrzymaj linijkę. Jak będą się zachowywać wymienione przedmioty? Który z nich dotrze najdalej, a który pokona najkrótszą drogę? Dlaczego?

Nazwij i narysuj siły działające na klocek podczas jego ruchu. Ile wynosiłaby wartość wypadkowej tych sił, gdyby nie było tarcia?

- inercja; właściwość materii polegająca na zachowaniu przez ciało swojego stanu: ruchu lub spoczynku, dopóki nie działają niezrównoważone siły .

- jedna z sił działających w ośrodku (powietrzu, cieczy) na poruszające się w tym ośrodku ciało. Siła ta jest zależna od kształtu ciała i wartości prędkości ciała.

- wszystkie siły, które przeciwdziałają ruchowi poruszającego się ciała, np. tarcie lub opór powietrza.

Isaac Newton

Fizyk, astronom i matematyk angielski, profesor uniwersytetu w Cambridge. Sformułował podstawy mechaniki klasycznej (trzy zasady dynamiki). Innymi epokowymi odkryciami Newtona są prawo powszechnego ciążenia i uzasadnienie praw Keplera. Był zwolennikiem korpuskularnej teorii światła (zgodnie z którą światło ma postać cząstek). Jest wraz z Leibnizem twórcą rachunku różniczkowego i całkowego.

Ciała pasażerów ruszającego z miejsca pojazdu przejawiają tendencję do pozostania w stanie, w którym znajdowały się dotąd. Jednak stopy na skutek występowania siły tarcia między podłogą a podeszwami obuwia „odjeżdżają" wraz z autobusem. Pasażerowie przewracają się do tyłu pojazdu.

Co stanie się w czasie hamowania autobusu? Ciała będą kontynuować swój ruch z prędkością, jaką miał on przed rozpoczęciem hamowania. Ich stopy związane są jednak siłami tarcia z podłogą pojazdu. Możemy wówczas zaobserwować, że pasażerowie, czasem nawet gwałtownie, przemieszczają się w stronę przodu autobusu, a nawet przewracają się.
Oba powyższe przykłady pokazują, że ciała mają tendencję do zachowania istniejącego stanu - spoczynku bądź ruchu jednostajnego prostoliniowego. Do utrzymania tego stanu nie jest potrzebne oddziaływanie zewnętrzne. Wynika z tego pewna właściwość ciał zwana .

Aby zmienić stan ruchu ciała, tzn. zmniejszyć lub zwiększyć prędkość, zatrzymać lub zmienić kierunek jego ruchu (gdy w ruchu się znajduje) lub wprawić w ruch (gdy spoczywa), wymagane jest działanie siły niezrównoważonej.

# data[].attributes.attachment_link.title
Pierwsza zasada dynamiki Newtona. Bezwładność ciał

# data[].attributes.attachment_link.description
Dlaczego niektóre ciała tak łatwo wprawić w ruch, a w przypadku innych jest to prawie niemożliwe? Które ciało łatwiej zatrzymać? To o większej czy o mniejszej masie? Dlaczego tak jest? opisywać ruch jako zmianę położenia ciała względem układu odniesienia; podawać definicję prędkości i obliczać jej wartość; interpretować siłę jako miarę oddziaływania ciał na siebie; interpretować masę jako ilość substancji zawartej w ciele; odróżniać skutki statyczne i dynamiczne działania sił.

# data[].attributes.headline
Sprawdzian wiadomości o ruchu drgającym i falowym

# data[].attributes.subject
Sprawdzian wiadomości o ruchu drgającym i falowym

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Ciężarek wiszący na sprężynie został pociągnięty w dół i puszczony. Opisz przemiany energii ciężarka podczas jednego pełnego drgania.

Cały cykl podziel na cztery etapy i dla każdego z etapów napisz, jaki rodzaj energii rośnie, a jaki maleje, oraz w których momentach poszczególne rodzaje energii osiągają wartość zero, a w których wartość maksymalną.

W powietrzu rozchodzi się fala mechaniczna o długości z prędkością o wartości równej . Wykaż, że może to fala być fala dźwiękowa. Wykonaj w tym celu odpowiednie obliczenia i skorzystaj z cech dźwięków.

# data[].attributes.attachment_link.title
Sprawdzian wiadomości o ruchu drgającym i falowym

# data[].attributes.attachment_link.description
Ciężarek wiszący na sprężynie został pociągnięty w dół i puszczony. Opisz przemiany energii ciężarka podczas jednego pełnego drgania. Cały cykl podziel na cztery etapy i dla każdego z etapów napisz, jaki rodzaj energii rośnie, a jaki maleje, oraz w których momentach poszczególne rodzaje energii osiągają wartość zero, a w których wartość maksymalną.

# data[].attributes.headline
Wady wzroku - krótkowzroczność i dalekowzroczność oraz ich korekcja - lekcja

# data[].attributes.subject
Wady wzroku - krótkowzroczność i dalekowzroczność oraz ich korekcja - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Prawa optyki mogą być wykorzystane w medycynie, a szczególnie w usuwaniu wad wzroku - to dzięki nim okulary poprawiają jakość widzenia.

dokonać klasyfikacji soczewek ze względu na ich kształt i właściwości optyczne;

podać definicję parametrów układu optycznego soczewek;

konstruować obrazy przedmiotów w soczewkach skupiających i rozpraszających;

podawać cechy obrazów.

opisywać oko jako przyrząd optyczny;

wyjaśniać mechanizm powstawania obrazu przedmiotu na siatkówce oka;

podawać cechy powstałego obrazu przedmiotu;

w jaki sposób proste przyrządy optyczne, np. okulary, mogą korygować takie wady wzroku, jak daleko- i krótkowzroczność.

Człowiek posiada pięć zmysłów: smak, węch, słuch, dotyk i wzrok. Ich zadaniem jest zapewnienie kontaktu z otaczającym go środowiskiem.

Podstawowym organem narządu wzroku jest oko. Promienie wychodzące ze źródła, po przejściu przez , i , ulegają załamaniu i ostatecznie skupiają się na siatkówce oka, która pełni funkcję warstwy światłoczułej. Obraz powstały na siatkówce jest pomniejszony, rzeczywisty i odwrócony. Komórki nerwowe siatkówki za pomocą przetwarzają padające światło na impulsy elektryczne, które poprzez nerw wzrokowy przesyłane są do mózgu (do płatu potylicznego kory mózgowej). Tam następuje odwrócenie i interpretacja obrazu. Należy pamiętać, że każde pojedyncze oko z pary widzi obserwowany przedmiot inaczej, mózg łącząc wytworzone przez nie niezależne obrazy, zapewnia trójwymiarowość widzenia.

Oko niektórych kałamarnic może osiągnąć średnicę aż 27 cm.

Możemy spotkać także oczy o bardzo małych rozmiarach, na przykład u ślimaka.

Zwykle jednak każde oko posiada soczewkę (są wyjątki, np. nie wszystkie ślimaki mają soczewki oczne), która pozwala załamywać i skupiać promienie światła, a tym samym wytwarzać obraz przedmiotu przez mózg zwierzęcia.

Nasze oko ma zadziwiającą zdolność - soczewka oka może zmieniać swoją ogniskową poprzez zmianę swojego kształtu. Każde zdrowe oko ludzkie widzi ostro przedmioty znajdujące się w odległości od ok. 20 cm do nieskończoności, np. gwiazdy na niebie.

Niestety, oko nie jest w stanie widzieć ostro jednocześnie kilku przedmiotów, z których każdy znajduje się w innej odległości od obserwatora. Widzimy więc ostro te przedmioty, na których skupiamy swój wzrok. Soczewka dopasowuje wówczas swój kształt i odległość, tak aby długość ogniskowej pokrywała się z odległością pomiędzy środkiem soczewki a siatkówką, co gwarantuje powstanie ostrego obrazu przedmiotu.

Zdolność zmiany długości ogniskowej przez soczewkę nazywamy akomodacją oka.

Gdy chcemy coś przeczytać lub obejrzeć, mając zdrowe oczy, często nieświadomie ustawiamy przedmiot, na który patrzymy, w odległości ok. 25 cm od naszych oczu. Jest to tzw. dla zdrowego oka ludzkiego.

Niestety, nie każdy ma zdrowe oczy - czasami choroby oczu są uwarunkowane genetycznie, a czasami nabywa się je na skutek braku należytej ostrożności, np. w wyniku czytania przy słabym oświetleniu lub patrzenia zbyt blisko i zbyt długo na ekran monitora lub telewizora. Wady wzroku wiążą się najczęściej ze zmianami w budowie gałki ocznej, uszkodzeniem rogówki lub utratą zdolności akomodacyjnych oka. Omówimy teraz dwie najpopularniejsze wady wzroku, które można skorygować, stosując okulary lub soczewki kontaktowe.

to wada związana z nieodpowiednim załamaniem światła przez soczewkę (zbyt wypukłą) lub oddaleniu się siatkówki od soczewki (wydłużona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje przed siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako niewyraźny i zatarty.

Osoby cierpiące na tę wadę wzroku widzą wyraźnie przedmioty znajdujące się blisko - stąd nazwa wady, czyli krótkowzroczność, a osobę z taką wadą nazywamy krótkowidzem. Krótkowzroczność korygujemy poprzez używanie okularów z soczewkami rozpraszającymi. Powoduje to, że ognisko układu soczewek znajduje się na siatkówce.

(nadwzroczność) to wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt spłaszczoną) lub zbyt dużym zbliżeniem się soczewki do siatkówki (skrócona gałka oczna). Ostry obraz odległego przedmiotu powstawałby za siatkówką; ten, który powstaje na siatkówce, jest interpretowany przez mózg jako nieostry.

Przyczyną tej wady jest skrócona gałka oczna lub zbyt płaska soczewka. Wówczas powstaje obraz za siatkówką, co utrudnia ostre widzenie przedmiotów bliskich. Do korekcji tej wady stosuje się soczewki wypukłe.

Wadą wzroku, spowodowaną zaburzeniami kształtu rogówki, jest astygmatyzm.

Zdrowe oko skupia promienie świetlne symetrycznie we wszystkich kierunkach wokół osi przechodzącej przez środek oka. Powstaje wówczas jedno ognisko. W przypadku gdy rogówka jest asymetryczna, bieg promieni wokół osi zostaje zakłócony i przestaje być symetryczny. Promienie przestają skupiać się w jednym punkcie. Pojawia się drugie ognisko, a obraz postrzegany w tym właśnie kierunku staje się rozmyty.

Znak ogniskowej.
Mówimy, że ogniskowa ma znak ujemny, gdy jest odległością od ogniska pozornego, gdy zaś jest odległością od ogniska rzeczywistego, jej znak jest dodatni. Osoby krótkowzroczne korzystają w celu korekcji wzroku z soczewek rozpraszających (mających ognisko pozorne) - noszą więc na nosie „minusy", a osoby dalekowidzące z soczewek skupiających (mających ognisko rzeczywiste) - a więc ich nos zdobią „plusy". Nie powinno się jednak używać tych określeń w języku fachowym.

Wady wzroku - krótkowzroczność i dalekowzroczność oraz ich korekcja

Jedno z poniższych zdań jest prawdziwe. Wskaż które.

Ogniskowa soczewki ocznej krótkowidza jest zbyt krótka.

Ogniskowa soczewki ocznej krótkowidza jest zbyt długa.

Średnica soczewki krótkowidza jest zbyt krótka.

Podstawowym organem narządu wzroku jest oko, w którym niezwykle ważną rolę pełni soczewka. Promienie światła po przejściu przez rogówkę padają na soczewkę skupiającą, która tworzy na siatkówce oka obraz pomniejszony, odwrócony i rzeczywisty.

Oko ludzkie ma zdolność akomodacji, czyli zmiany w pewnym zakresie zarówno swojego kształtu, jak i odległości od siatkówki. Ta cecha oka pozwala widzieć ostro przedmioty znajdujące się w różnych odległościach.

Odległość dobrego widzenia dla oka ludzkiego pozbawionego wady wzroku wynosi około 25 cm.

Najczęściej spotykane wady wzroku to krótko- i dalekowzroczność.

Krótkowzroczność to wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt wypukłą) lub oddaleniem się siatkówki od soczewki (wydłużona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje przed siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako niewyraźny i zatarty.

Dalekowzroczność (nadwzroczność) to wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt płaską) lub zbytnim zbliżeniem się soczewki do siatkówki (skrócona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje za siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako nieostry.

Wady wzroku - krótkowzroczność i dalekowzroczność oraz ich korekcja

Przeczytaj uważnie poniższe zdanie i uzupełnij luki, wybierając poprawne odpowiedzi z rozwijalnej listy.

krótkowzroczności, krótkowzrocznością, nadwzroczności, nadwzrocznością

Gdy obraz powstaje za siatkówką oka mamy do czynienia z .........................................., natomiast gdy obraz powstaje przed siatkówką oka wówczas mowa o ...........................................

Osoby cierpiące na tę wadę wzorku widzą wyraźnie przedmioty znajdujące się daleko od nich - stąd nazwa wady, czyli dalekowzroczność, a osobę z taką wadą nazywa się dalekowidzem. Czasami, gdy wada nie jest duża, osoby daleko widzące, aby zobaczyć wyraźnie przedmiot, odsuwają go na jak największą od siebie odległość. Wadę tę korygujemy za pomocą okularów lub szkieł kontaktowych, których podstawowym elementem jest soczewka skupiająca.

Soczewka skupiająca okularów lub szkieł kontaktowych wstępnie skupia promienie światła padające na oko. W rezultacie ponownie ich skupienie przez soczewkę oka powoduje powstanie obrazu na siatkówce.

# data[].attributes.attachment_link.title
Wady wzroku - krótkowzroczność i dalekowzroczność oraz ich korekcja

# data[].attributes.attachment_link.description
Prawa optyki mogą być wykorzystane w medycynie, a szczególnie w usuwaniu wad wzroku - to dzięki nim okulary poprawiają jakość widzenia. dokonać klasyfikacji soczewek ze względu na ich kształt i właściwości optyczne; podać definicję parametrów układu optycznego soczewek; konstruować obrazy przedmiotów w soczewkach skupiających i rozpraszających; podawać cechy obrazów.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Dlaczego gdy siła o takiej samej wartości działa na ciała o różnych masach, nadaje im inne przyspieszenia? Jeśli nie uwzględnimy sił oporu, to od czego zależy zmiana prędkości ciał?

podać znaczenie pojęć: ruch, prędkość, przyspieszenie, siła wypadkowa;

podać treść pierwszej zasady dynamiki Newtona;

odróżniać ruchy jednostajne, przyspieszone i opóźnione;

uwzględniać wpływ sił oporu na ruch ciał.

Ponieważ w szkołach występują różne modele torów powietrznych, przed rozpoczęciem doświadczenia należy dopasować zarówno masę wózka, jak i masy ciężarków. Ruch wózka powinien odbywać płynnie, bez zacięć.

Problem badawczy Instrukcja Podsumowanie Hipoteza Co będzie potrzebne

Pod wpływem stałej niezrównoważonej siły zewnętrznej ciała poruszają się ruchem jednostajnie przyspieszonym.

Ponieważ w szkołach występują różne modele torów powietrznych, przed rozpoczęciem doświadczenia należy dopasować zarówno masę wózka, jak i masy ciężarków. Ruch wózka powinien odbywać płynnie, bez zacięć.

Przedstawiony wyżej sposób przeprowadzania doświadczenia jest wzorcowy. Chodzi o to, że gdy badamy zależność przyspieszenia od działającej siły, masa układu, który ta siła przyspiesza, musi być stała. Jeżeli będziemy jedynie zwiększać masę wiszących ciężarków, to co prawda wzrośnie wartość siły, ale zwiększy się również masa całego układu.

Problem badawczy Instrukcja Podsumowanie Hipoteza Co będzie potrzebne

Jeśli na ciało o stałej masie działa stała niezrównoważona siła zewnętrzna (siła wypadkowa) , to nadaje mu ona stałe przyspieszenie a. Przyspieszenie to jest wprost proporcjonalne do działającej siły wypadkowej.

Ponieważ w szkołach występują różne modele torów powietrznych, przed rozpoczęciem doświadczenia dopasuj zarówno masę wózka, jak i masy ciężarków. Ruch wózka powinien odbywać płynnie, bez zacięć.

Problem badawczy Instrukcja Podsumowanie Hipoteza Co będzie potrzebne

Przyspieszenie, które uzyskują ciała pod wpływem działania siły wypadkowej o ustalonej wartości, jest odwrotnie proporcjonalne do masy ciał:

Oblicz, jak i ile razy zmieni się przyspieszenie ciała, gdy:

1. wartość siły wypadkowej wzrośnie trzy razy lub zmaleje dwa razy, a masa ciała będzie stała;

2. ta sama siła wypadkowa działać będzie na ciało o dwukrotnie większej masie;

3. siła wypadkowa dwa razy większa będzie działać na ciało o dwukrotnie większej masie.

Na samochód może działać stała, różna od zera siła napędowa. Wyjaśnij, dlaczego może on poruszać się zarówno ruchem jednostajnym, jak i jednostajnie przyspieszonym?

podawać treść drugiej zasady dynamiki Newtona;

opisywać zachowanie się ciał pod wpływem działającej siły na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona;

wyrażać wartość działającej siły w niutonach.

Zastanów się, czy pod wpływem działania stałej niezrównoważonej siły wypadkowej ciało będzie poruszało się ze stałą prędkością, stałym przyspieszeniem czy z rosnącym przyspieszeniem? Uzasadnij odpowiedzi (zarówno twierdzące, jak i przeczące).

W XVII w. wybitny fizyk i matematyk sir Isaac Newton sformułował trzy zasady dynamiki. Szczególną rolę w rozwoju fizyki odegrała druga z nich.
Jeśli na ciało działa stała niezrównoważona siła, to ciało porusza się ruchem jednostajnie zmiennym z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do działającej siły i odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

Z drugiej zasady wynika, że jeżeli różne siły działają na ciało o stałej masie, to tym większe jest przyspieszenie, im większa jest wartość siły wypadkowej. Z kolei, jeżeli taka sama siła działa kolejno na ciała o różnych masach, to uzyskane przyspieszenia są tym większe, im mniejszą masę ma dane ciało.

Pierwsza zasada dynamiki Newtona głosi, że ciało może zmienić swoją prędkość jedynie wskutek działania na niego zewnętrznej niezrównoważonej siły. Nie pozwala jednak wyciągnąć żadnych wniosków na temat ruchu, jakim pod wpływem takiej siły ciało będzie się przemieszczało. Aby to wyjaśnić, przeprowadź doświadczenie.

Spróbujmy teraz na drodze doświadczalnej znaleźć związek między działającą niezrównoważoną siłą zewnętrzną (wypadkową sił) a przyspieszeniem, jakie pod jej wpływem uzyskuje ciało. Jeśli będziemy działali na ciało coraz większymi wartościami sił, czy pociągnie to za sobą również wzrost wartości przyspieszeń uzyskiwanych przez ciało? Posłużmy się nieznacznie zmienionym zestawem pomiarowym z poprzedniego doświadczenia.

Obserwacja otoczenia skłania do wniosku, że przyspieszenie uzyskiwane przez poruszające się ciało zależy również od jego masy. Znaczniej trudniej jest przyspieszyć wyładowaną ciężarówkę niż lżejszy samochód osobowy (pomijając oczywiście różnice wynikające z mocy ich silników). Możemy więc przypuszczać, że istnieje jakiś związek między uzyskiwanym przez ciało przyspieszeniem pod wpływem niezrównoważonej siły zewnętrznej a masą ciała. Aby się przekonać, czy tak jest w rzeczywistości, ponownie przeprowadźmy eksperyment z wykorzystaniem toru powietrznego.

W 1687 r. angielski fizyk i matematyk Isaac Newton w swoim fundamentalnym dla rozwoju mechaniki klasycznej dziele pt. Philosophiae naturalis principia mathematica ( Matematyczne podstawy filozofii naturalnej) oprócz prawa powszechnego ciążenia sformułował prawa rządzące ruchem ciał, w tym pierwszą, drugą i trzecią zasadę dynamiki.

Reguła: Druga zasada dynamiki Newtona

Jeśli na ciało działa stała niezrównoważona siła (siła wypadkowa), to ciało porusza się ruchem jednostajnie zmiennym z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do działającej siły i odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.
Drugą zasadę dynamiki Newtona zapisujemy tak:

lub

Z drugiej zasady wynika, że jeżeli różne siły działają na ciało o stałej masie, to tym większe jest przyspieszenie, im większa jest wartość siły wypadkowej. Z kolei, jeżeli taka sama siła działa kolejno na ciała o różnych masach, to uzyskane przyspieszenia są tym większe, im mniejszą masę ma dane ciało.

Druga zasada dynamiki Newtona jest jedną z podstawowych zasad w fizyce. Dzięki niej jesteśmy w stanie zrozumieć i opisać ruch niemalże wszystkich ciał, począwszy od ogromnych planet, a skończywszy na cząstkach elementarnych. Musimy jednak założyć, że prędkości tych ciał są dużo mniejsze od prędkości światła. Ruch ciał poruszających się z prędkościami bliskimi prędkości światła rządzi się innymi prawami.

Druga zasada dynamiki pozwala nam zdefiniować jednostkę siły.

# data[].attributes.attachment_link.description
Dlaczego gdy siła o takiej samej wartości działa na ciała o różnych masach, nadaje im inne przyspieszenia? Jeśli nie uwzględnimy sił oporu, to od czego zależy zmiana prędkości ciał? podać znaczenie pojęć: ruch, prędkość, przyspieszenie, siła wypadkowa; podać treść pierwszej zasady dynamiki Newtona; odróżniać ruchy jednostajne, przyspieszone i opóźnione; uwzględniać wpływ sił oporu na ruch ciał.

# data[].attributes.headline
Energia wewnętrzna. Ciepło. Zmiany energii wewnętrznej spowodowane wykonywaniem pracy i przepływem ciepła - lekcja

# data[].attributes.subject
Energia wewnętrzna. Ciepło. Zmiany energii wewnętrznej spowodowane wykonywaniem pracy i przepływem ciepła - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Cząsteczki i atomy każdego ciała są w bezustannym ruchu. Każda taka cząstka posiada energię kinetyczną. Miarą średniej energii kinetycznej jest temperatura. Czym jest zaś suma energii wszystkich cząsteczek lub atomów? W jaki sposób możemy ją zmieniać?

opisywać budowę materii z uwzględnieniem nieustannego ruchu cząsteczek i atomów;

obliczać energię kinetyczną ciał;

stosować pojęcie temperatury jako jednej z wielkości fizycznych i używać termometrów do jej pomiaru;

opisywać związek temperatury ciała ze średnią energią kinetyczną cząsteczek, z których jest zbudowane.

Jak wiesz, temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną cząsteczek ciała. Czym jednak różnią się dwa ciała o jednakowej temperaturze, ale mające różne masy, a tym samym różne liczby cząsteczek? Jest oczywiste, że suma energii cząsteczek będzie większa w przypadku ciała o większej masie. Energię związaną z ruchem i wzajemnym położeniem cząsteczek nazywać będziemy energią wewnętrzną.

- suma energii kinetycznych i potencjalnych wszystkich atomów oraz cząsteczek tworzących dane ciało.

liczby atomów i cząsteczek tworzących to ciało - więcej cząsteczek to więcej składników sumy;

temperatury ciała - wyższa temperatura to większa wartość średniej energii kinetycznej cząsteczek, zatem całkowita energia układu będzie większa;

rodzaju substancji i stanu jej skupienia - wielkość energii potencjalnej pochodzącej od oddziaływań międzycząsteczkowych zmienia się wraz ze stanem skupienia i jest różna w przypadku różnych substancji. Wyjaśnimy to dokładniej w podrozdziale poświęconym procesom zmiany stanów skupienia ciał.

W takiej samej ustalonej temperaturze wiadro wody ma większą energię wewnętrzną niż szklanka wody, gdyż w wiadrze jest znacznie więcej cząsteczek.

Szklanka gorącej herbaty ma większą energię wewnętrzną niż ta sama ilość zimnej herbaty, ponieważ cząsteczki gorącego płynu mają większą średnią energię kinetyczną, a w obu szklankach jest ich tyle samo.

Jeśli potrzemy dłonie jedną o drugą, to poczujemy, że robią się one cieplejsze. Wzrost temperatury świadczy o wzroście energii wewnętrznej.

Innym dość często występującym zjawiskiem jest ogrzewanie się ciał szlifowanych pilnikiem lub papierem ściernym. Taką pracę bez trudu można wykonać i zobaczyć efekt w domu lub podczas lekcji. Uwaga: nieostrożne wykonanie tej czynności może się nawet skończyć poparzeniem.

Powszechnym zjawiskiem jest ogrzewanie się powietrza zawartego w oponach samochodów. Opona odkształca się w miejscu styku z podłożem, obrót koła powoduje odkształcanie się kolejnych jej fragmentów, a także ściskanie znajdującego się w niej powietrza. Praca wykonywana przez układ droga-samochód w momencie odkształcania opony i ściskania powietrza powoduje wzrost energii wewnętrznej cząsteczek gazu wewnątrz opony.

Możesz spróbować (jeżeli masz dostęp do odpowiednich narzędzi) wykonać doświadczenie, w którym będziesz uderzać młotkiem w metalowy pręt położony na twardym podłożu. Okazuje się, że uderzany pręt ogrzewa się. Kowal potrafi w ten sposób rozgrzać metalowy pręt do temperatury, w jakiej zaczyna on świecić.

Szklanka wody o temperaturze 0 °C ma większą energię wewnętrzną niż powstała z niej bryła lodu o tej samej temperaturze.

Wynika z tego, że wartość energii wewnętrznej zależy od trzech czynników:

Zastanówmy się, jak można zmienić energię wewnętrzną ciała.

1. Temperatura wody jest wyższa od temperatury skóry naszych rąk, a to oznacza, że cząsteczki wody mają większą średnią energię kinetyczną.

2. Przylegające do skóry cząsteczki wody zderzają się z cząsteczkami skóry. Podczas tych zderzeń cząsteczki wody tracą energię, a cząsteczki skóry ją zyskują.

3. Energia jest przekazywana z wody do skóry rąk.

Warto wspomnieć o kilku zjawiskach:

Powyższe przykłady udowadniają, że temperatura ciała może wzrosnąć dzięki wykonaniu nad nim pracy. Wzrost temperatury jest dowodem na zwiększenie się energii wewnętrznej ciał.

Wzrost temperatury można osiągnąć nie tylko przez wykonanie pracy. Możesz zanurzyć dłonie w ciepłej wodzie i też osiągniesz efekt wzrostu energii wewnętrznej.

Mechanizm procesu przekazywania energii wewnętrznej z ciepłej wody do skóry rąk można opisać następująco:

Ten sposób przekazywania energii nazywa się cieplnym przepływem energii lub przekazywaniem energii w formie ciepła lub w skrócie przepływem ciepła, a tę część energii wewnętrznej, która została przekazana w opisanym wyżej mechanizmie, nazywamy ciepłem.
Cieplny przepływ energii jest możliwy tylko pomiędzy ciałami o różnej temperaturze, odbywa się zawsze od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej i ustaje po wyrównaniu się temperatur.

Jeśli więc włożysz ręce do zimnej wody, to proces przekazywania energii odbywa się w przeciwną stronę. Cząsteczki skóry, które mają większą energię kinetyczną, w zderzeniach z cząsteczkami wody tracą ją, a cząsteczki wody - zyskują, czyli energia jest przekazywana od skóry do wody. Niepoprawne jest stwierdzenie, że to zimno przepływa z wody do rąk. Tym, co przepływa, jest część energii wewnętrznej, zwana ciepłem. To, czy w opisanej powyżej sytuacji odczuwa się wzrost, czy spadek temperatury, zależy od tego, w którą stronę odbywa się ten przepływ.

* Co się dzieje, gdy temperatury, a zatem i średnie energie kinetyczne cząsteczek dwóch stykających się ciał, ?

Ciepło to ta część energii wewnętrznej, którą przekazuje ciało o wyższej temperaturze ciału zimniejszemu. Mechanizm przekazywania energii wewnętrznej na skutek różnicy temperatur to cieplny przepływ energii. Jednostką ciepła, tak jak każdego rodzaju energii, jest dżul.

Podczas wiercenia otworów w stalowej płycie miejsce wiercenia polewane jest cieczą chłodzącą. Dzięki temu płyta i wiertło nie nagrzewają się nadmiernie.

Proces ten, analizowany z perspektywy zmian energii wewnętrznej przedstawia się następująco: kosztem pracy rośnie energia wewnętrzna wiertła i płyty, ale część tej energii jest przekazywana cieczy chłodzącej w formie ciepła. W rezultacie energia wewnętrzna może pozostać niezmieniona - stanie się tak wtedy, gdy jej wzrost spowodowany pracą będzie równy ciepłu przekazanemu cieczy. Jeśli ciepło oddawane cieczy będzie mniejsze od pracy sił tarcia - energia wewnętrzna wzrośnie, ale o mniejszą wartość niż przy braku chłodzenia. Jeśli ciepło przekazane cieczy będzie większe od wykonanej pracy - energia wewnętrzna wiertła i płyty zmniejszy się.

Aby plastelina stała się bardziej plastyczna, należy ją ogrzać. Możesz to zrobić, trzymając ją w dłoniach, ale skutek osiągniesz znacznie szybciej, gdy dodatkowo będziesz tę plastelinę ugniatać.

Plastelina pobiera ciepło z naszych dłoni i w efekcie jej energia wewnętrzna rośnie. Ugniatając plastelinę, wykonujemy pracę, która też zwiększa jej energię wewnętrzną. Oba te działania sumują się i dlatego plastelina nagrzewa się szybciej.

Energia wewnętrzna ciała to suma energii kinetycznych i potencjalnych wszystkich atomów lub cząsteczek tworzących to ciało.

Wartość energii wewnętrznej zależy od:

liczby atomów lub cząsteczek tworzących to ciało - więcej cząsteczek to więcej składników sumy;

temperatury ciała - wyższa temperatura to większa wartość średniej energii kinetycznej cząsteczek;

rodzaju substancji i stanu jej skupienia - wielkość energii potencjalnej pochodzącej od oddziaływań międzycząsteczkowych zmienia się wraz ze stanem skupienia i jest różna w przypadku różnych substancji.

Pierwsza zasada termodynamiki głosi, że zmiany energii wewnętrznej ciała wywoływane są pracą oraz cieplnym przepływem energii. Całkowita zmiana energii wewnętrznej jest sumą zmian wywołanych pracą i wymianą ciepła z otoczeniem.

Praca wykonana przez ciało przeciwko sile tarcia może spowodować wzrost jego energii wewnętrznej. Przykładem takiej sytuacji może być pocieranie rąk lub rozniecanie ognia metodą pocierania o siebie dwóch odpowiednio przygotowanych suchych drewienek.

Temperatura gazu wylatującego z pojemnika ciśnieniowego (na przykład z dezodorantu) jest wyraźnie niższa niż temperatura otoczenia.

R1AF7hweM8GJZ 1

film przedstawia rozpylanie aerozolu z pojemnika ciśnieniowego. Strumień gazu wylatującego z dyszy skierowany jest na termometr - pokazanie obniżania się temperatury gazu na skutek rozprężania. Rozpylany z bliskiej odległości strumień z dezodorantu na końcówkę termometru cyfrowego. Widać efekt na wyświetlaczu termometru.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
film przedstawia rozpylanie aerozolu z pojemnika ciśnieniowego. Strumień gazu wylatującego z dyszy skierowany jest na termometr - pokazanie obniżania się temperatury gazu na skutek rozprężania. Rozpylany z bliskiej odległości strumień z dezodorantu na końcówkę termometru cyfrowego. Widać efekt na wyświetlaczu termometru.

Gaz wylatujący z pojemnika wykonuje pracę (rozsuwa cząsteczki powietrza, aby zrobić sobie miejsce). Ponieważ nie dostarczamy mu energii z zewnątrz, praca ta jest wykonywana kosztem energii wewnętrznej. W efekcie energia wewnętrzna maleje o wartość pracy wykonanej przez gaz. Zmniejszenie się energii wewnętrznej przejawia się spadkiem temperatury gazu.

Zmiany energii wewnętrznej ciała wywoływane są pracą oraz cieplnym przepływem energii. Oba te czynniki mogą prowadzić zarówno do wzrostu, jak i spadku energii wewnętrznej ciała.

Całkowita zmiana energii wewnętrznej jest sumą zmian wywołanych pracą i wymianą ciepła z otoczeniem.

Jeśli pracę wykonują siły zewnętrzne, to energia wewnętrzna ciała rośnie. Jeśli zaś to gaz wykonuje pracę - jego energia wewnętrzna maleje.

Jeśli ciepło przepływa do ciała - to jego energia wewnętrzna rośnie; jeśli ciepło jest oddawane - maleje.

Powyższe twierdzenie nazywamy pierwszą zasadą termodynamiki.

Z dotychczasowych rozważań na temat sposobów zmiany energii wewnętrznej ciała wynika, że zmienia ją:

1. praca mechaniczna sił zewnętrznych,

2. cieplny przepływ energii.

Oba te sposoby są niezależne i mogą zachodzić zarówno oddzielnie, jak i jednocześnie. Całkowita zmiana energii wewnętrznej jest sumą zmian wywołanych pracą sił zewnętrznych i ciepła wymienionego z innymi ciałami.

* Pierwszą zasadę termodynamiki możemy zapisać w .

Energia wewnętrzna. Ciepło. Zmiany energii wewnętrznej spowodowane wykonywaniem pracy i przepływem ciepła

Dlaczego sztuczny satelita, który obniżył swój lot i wszedł w atmosferę ziemską, ulega zniszczeniu?

W wyniku działania oporu powietrza jego energia mechaniczna zamienia się na energię wewnętrzną, a temperatura znacznie wzrasta.

Celowo został tak skonstruowany, gdyż w przeciwnym razie mógłby spaść na ludzi.

Spowodowane jest to nagrzewaniem się satelity od Słońca.

W kosmosie jest zimno, a bliżej Ziemi jest cieplej - zbliżając się do Ziemi, satelita nagrzewa się.

Ściśle mówiąc, satelita tylko rozpada się na mniejsze kawałki, ponieważ napotyka na duży opór powietrza stawiany przez atmosferę ziemską.

# data[].attributes.attachment_link.title
Energia wewnętrzna. Ciepło. Zmiany energii wewnętrznej spowodowane wykonywaniem pracy i przepływem ciepła

# data[].attributes.attachment_link.description
Cząsteczki i atomy każdego ciała są w bezustannym ruchu. Każda taka cząstka posiada energię kinetyczną. Miarą średniej energii kinetycznej jest temperatura. Czym jest zaś suma energii wszystkich cząsteczek lub atomów? W jaki sposób możemy ją zmieniać?

# data[].attributes.headline
Energia wewnętrzna i zmiany stanów skupienia - lekcja

# data[].attributes.subject
Energia wewnętrzna i zmiany stanów skupienia - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Znasz już pojęcie energii wewnętrznej ciała i wiesz, w jaki sposób można ją zmieniać. Czy w procesach zmian stanów skupienia zmieniać się będzie energia wewnętrzna?

analizować procesy ogrzewania, ochładzania, topnienia, krzepnięcia, parowania i skraplania oraz wskazywać, w których procesach ciepło jest pobierane, a w których oddawane;

podawać definicje ciepła właściwego, ciepła parowania (skraplania) oraz ciepła topnienia (krzepnięcia) i stosować je do obliczeń.

dostarczanie ciepła (energii) do mieszaniny wody z lodem nie powodowało wzrostu jej temperatury, tylko topnienie lodu.

dostarczanie ciepła (energii) do wrzącej wody nie powodowało wzrostu jej temperatury, lecz wrzenie - czyli parowanie cieczy w całej objętości.

opisywać przemiany energii wewnętrznej w procesach: ogrzewania, ochładzania, topnienia i krzepnięcia, parowania i skraplania, sublimacji i resublimacji;

sporządzać i analizować wykresy ilustrujące zmiany temperatury ciała w procesie ogrzewania, topnienia i parowania substancji.

W doświadczeniach nr 2 i 3 wykonanych w rozdziale 2.12 mogłeś zauważyć, że:

Z tych obserwacji wynika, że zarówno do stopienia ciała stałego, jak i wrzenia (parowania w całej objętości cieczy) niezbędna jest energia.

Co dzieje się z dostarczoną energią? Czy brak zmiany temperatury oznacza, że energia wewnętrzna topniejącego lodu lub wrzącej wody nie uległa zmianie?

Otóż nie oznacza to, że energia wewnętrzna lodu się nie zmieniała. Dostarczone ciepło zostało „zużyte" do stopienia lodu (zmiany struktury wewnętrznej z ciała stałego w ciecz). Jest to związane ze zmianą energii wewnętrznej, a konkretnie z zerwaniem wiązań między cząsteczkami tworzącymi ciało stałe.

Podobnie działo się podczas wrzenia. Dostarczone ciepło zostało „zużyte" na parowanie wody (zmianę struktury wewnętrznej z cieczy w gaz, zwany parą wodną). Jest to związane ze zmianą energii wewnętrznej, a konkretnie z zerwaniem wiązań między cząsteczkami tworzącymi ciecz.

Korzystając z definicji energii wewnętrznej, odpowiedz, który ze składników tej energii zmienia się, gdy zmianie ulega temperatura ciała, a który - podczas zmiany stanu skupienia, któremu towarzyszy brak zmiany temperatury.

Poniższy wykres przedstawia zmiany temperatury ciała ogrzewanego przez równomierne dostarczanie ciepła.

Etap AB - odpowiada ogrzewaniu ciała w fazie stałej; dostarczanie ciepła powoduje wzrost temperatury ciała. Nachylenie wykresu zależy od masy ciała i wartości ciepła właściwego substancji w tym stanie skupienia: przy takiej samej masie ciała większe nachylenie (bardziej stromy wykres) oznacza mniejsze ciepło właściwe.

Uzasadnij za pomocą odpowiednich zależności, że w przypadku dwóch różnych ciał o takiej samej masie dostarczenie jednakowych ilości ciepła spowoduje większy przyrost temperatury dla ciała o mniejszej wartości ciepła właściwego.

Etap BC - odpowiada topnieniu ciała; punkt na osi temperatury oznacza temperaturę topnienia. Długość odcinka BC zależy od masy ciała i ciepła topnienia substancji: przy takiej samej masie ciała dłuższy odcinek BC oznacza większe ciepło topnienia.

Uzasadnij, że długość odcinka BC na wykresie jest tym większa, im większe jest ciepło topnienia tej substancji.

Etap CD - odpowiada ogrzewaniu ciała w fazie ciekłej; dostarczanie ciepła powoduje wzrost temperatury cieczy powstałej ze stopionego ciała. Nachylenie wykresu zależy od masy cieczy i wartości ciepła właściwego substancji w tym stanie skupienia: przy takiej samej masie ciała większe nachylenie (bardziej stromy wykres) oznacza mniejsze ciepło właściwe.
Etap DE - odpowiada procesowi wrzenia cieczy; punkt na osi temperatury oznacza temperaturę wrzenia. Długość odcinka DE zależy od masy ciała i ciepła parowania substancji: przy takiej samej masie ciała dłuższy odcinek DE oznacza większe ciepło parowania.

Oparzenie parą wodną o temperaturze 100°C jest bardziej dotkliwe od oparzenia wodą o tej samej temperaturze. Dlaczego?
Odpowiedź:
W zetknięciu ze skórą człowieka o temperaturze około 37°C zarówno para wodna, jak i gorąca woda oddaje ciepło, ale ciepło oddane przez parę wodną związane jest z ciepłem skraplania, którego wartość to ponad 2 miliony dżuli na kilogram. Natomiast ciepło oddane przez stygnącą wodę związane jest z ciepłem właściwym ciekłej wody, którego wartość to „tylko" nieco ponad 4 tysiące dżuli na kilogram przy zmianie temperatury o jeden stopień. Nawet jeśli pomnożymy to przez różnicę temperatur (), i tak otrzymamy liczbę znacznie mniejszą niż 2 miliony dżuli, bo ok. 250 tysięcy dżuli na kilogram. W naszych rozważaniach zakładamy jednakową masę pary wodnej i wrzątku stykających się ze skórą człowieka.

Woda zamarzająca na powierzchni jeziora zmniejsza swoją energię wewnętrzną. Co dzieje się z energią oddaną przez tę zamarzającą warstwę wody?
Odpowiedź:
Energia ta oddawana jest do otoczenia, czyli do powietrza, ale też (co ważne) do głębszych warstw wody. Powoduje to ogrzewanie wody pod powierzchnią tworzącego się lodu. W połączeniu ze zjawiskiem konwekcji (gęstość wody o temperaturze 4°C jest największa) umożliwia to przetrwanie roślinom i zwierzętom w głębi jeziora nawet podczas mroźnej zimy.

Topnienie, parowanie i sublimacja to zmiany stanu skupienia, które wymagają dostarczania energii cieplnej (ciepła) do substancji.

Dostarczona energia cieplna powoduje wzrost energii wewnętrznej ciała, związany ze zmianą struktury wewnętrznej tej substancji - rośnie energia potencjalna wynikająca z wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek.

Krzepnięcie, skraplanie i resublimacja to zmiany stanu skupienia, które wymagają oddawania energii cieplnej (ciepła) przez substancję.

Oddane ciepło powoduje zmniejszenie energii wewnętrznej ciała i wiąże się ze zmianą struktury wewnętrznej substancji - maleje energia potencjalna wynikająca z wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek.

1. Kiedy wchodzimy do wody o temperaturze 25°C, to na początku czujemy chłód, ale potem wrażenie to znika. Kiedy jednak wychodzimy z wody, to - zwłaszcza gdy wieje wiatr - czujemy, że jest nam zimno, mimo że temperatura powietrza wynosi np. 30°C. Wyjaśnij przyczyny takiego odczuwania temperatury.

2. Do jednego kilograma wody (lodu) o temperaturze -10°C dostarczane jest ciepło w ilości .

1. Oblicz czasy potrzebne na ogrzanie lodu do temperatury 0°C, stopienie lodu, ogrzanie powstałej wody do temperatury 100°C. Załóż, że podczas ogrzewania wody nie zachodzi parowanie.

2. Wykonaj wykres przedstawiający przebieg zmian temperatury (oś pionowa) tej wody od czasu (oś pozioma).

Etap EF - odpowiada ogrzewaniu ciała w fazie gazowej; dostarczanie ciepła powoduje wzrost temperatury gazu powstałego z odparowanej cieczy. Nachylenie wykresu zależy od masy gazu i wartości ciepła właściwego substancji w tym stanie skupienia: przy takiej samej masie większe nachylenie (bardziej stromy wykres) oznacza mniejsze ciepło właściwe.

Gdy ciało oddaje ciepło, to jego temperatura maleje. Tak jest wtedy, gdy zmniejszenie energii wewnętrznej nie powoduje zmiany stanu skupienia.
Ubytek energii wewnętrznej ciała związany jest też z takimi procesami, jak skraplanie i krzepnięcie.

* Zmiany energii wewnętrznej zachodzą też w procesie ...

Do naczynia zawierającego stopiony wosk o stałej temperaturze wstawiono drugie mniejsze naczynie z takim samym woskiem, ale w stanie stałym. Czy wosk w mniejszym naczyniu się stopi? Temperatura topnienia wosku wynosi . Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do zmiany energii w procesie topnienia.

# data[].attributes.attachment_link.title
Energia wewnętrzna i zmiany stanów skupienia

# data[].attributes.attachment_link.description
Znasz już pojęcie energii wewnętrznej ciała i wiesz, w jaki sposób można ją zmieniać. Czy w procesach zmian stanów skupienia zmieniać się będzie energia wewnętrzna? analizować procesy ogrzewania, ochładzania, topnienia, krzepnięcia, parowania i skraplania oraz wskazywać, w których procesach ciepło jest pobierane, a w których oddawane; podawać definicje ciepła właściwego, ciepła parowania (skraplania) oraz ciepła topnienia (krzepnięcia) i stosować je do obliczeń.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Czy zwierzęta słyszą takie same dźwięki jak ludzie? Czy badanie USG ma coś wspólnego z fizyką?

podać zakres częstotliwości drgań mechanicznych, na które reaguje ludzkie ucho (od 16 Hz do 20 kHz);

wykazać, że fale dźwiękowe przenoszą energię;

uzasadnić twierdzenie, że fale dźwiękowe rozchodzą się z prędkością zależną od ośrodka.

podawać definicje fal ultradźwiękowych i infradźwiękowych;

wymieniać przykłady źródeł tych fal w naturze;

podawać przykłady urządzeń generujących różne rodzaje fal;

opisywać przykłady zastosowań ultra- i infradźwięków.

Infradźwiękami (poddźwiękami) nazywamy fale mechaniczne o częstotliwości mniejszej od 16 Hz. Ich źródłem są wszystkie ciała drgające z częstotliwością od 1 Hz do 16 Hz. Przykładem jest sprężysta blaszka lub drgający pręt anteny samochodowej.

Naturalne źródła infradźwięków.
Emisja fal infradźwiękowych o dużym natężeniu towarzyszy takim zjawiskom, jak trzęsienia ziemi, erupcja wulkanów, zorze polarne, fale oceaniczne, huraganowy wiatr, czy opadanie mas wody z dużych wodospadów.

Najpotężniejsza erupcja wulkanu w czasach historycznych (w 1883 r.) to wybuch wulkanu na wyspie Krakatau, położonej między wyspami Sumatra i Jawa. Oprócz infradźwięków był emitowany także dźwięk słyszalny, a w odległości 160 km od centrum wybuchu poziom natężenia dźwięku wynosił 180 decybeli. Odgłos wybuchu był słyszalny z odległości ponad 4000 km.

Sztuczne źródła infradźwięków wytworzone przez człowieka.
Ze zjawiskiem infradźwięków można spotkać się też w niektórych dużych biurowcach i innych budowlach przemysłowych. Ich źródłem są maszyny i urządzenia, a swoistymi wzmacniaczami przewody wentylacyjne i klimatyzacyjne.
Emisja infradźwięków towarzyszy drganiom mostów, pracy elektrowni wiatrowych, pracy silników odrzutowych, eksplozjom.

Właściwości infradźwięków.
Infradźwięki bardzo dobrze rozchodzą się w powietrzu, i to na duże odległości, bez wielkich zmian ich natężenia. Ich prędkość jest taka sama jak fal dźwiękowych. Niestety, nie tłumią ich (lub tłumią słabo) ekrany akustyczne, a ich obecność w naszym otoczeniu nazywa się hałasem niskoczęstotliwościowym lub niskotonowym.

Ludzie nie słyszą infradźwięków, ale je odczuwają. Ich działanie na organizm jest nieprzyjemne, a przy dużych natężeniach wręcz niebezpieczne. Wywołują uczucie lęku i niepokoju, mdłości, bóle głowy, zaburzają zmysł równowagi. Ze względu na niemożność budowania osłon przed ich działaniem, wzbudzają zainteresowanie techników wojskowych (broń akustyczna), a badania nad ich właściwościami są często utajnione.

Infradźwięki są słyszalne przez niektóre zwierzęta, które porozumiewają się za ich pośrednictwem, i to na duże odległości. Do takich zwierząt należą między innymi żyrafy, słonie czy wieloryby.

Ultradźwięki (inaczej naddźwięki) - fale mechaniczne o częstotliwości większej od 20 tysięcy herców. Ich źródłem są ciała drgające z częstotliwościami z zakresu od 20 kHz do 1 GHz. Mogą to być odpowiednie krótkie struny, pręty czy piszczałki.

Naturalne źródła ultradźwięków.
Ultradźwięki są wytwarzane i rejestrowane przez niektóre zwierzęta. Najbardziej znane to nietoperze i delfiny. Wykorzystują one te fale do echolokacji: wysyłają serię impulsów ultradźwiękowych w kierunku przeszkody i rejestrują fale odbite. Na tej podstawie mogą ocenić odległość do przeszkody, jej kształt i wielkość. Detektor ultradźwięków pełni u tych zwierząt rolę dodatkowego zmysłu, dzięki któremu mogą one nawet „zobaczyć", w którą stronę i jak szybko się porusza się ich zdobycz.

Źródła ultradźwięków wytworzone przez człowieka.
Aby wytworzyć ultradźwięki, należy mały przedmiot wprawić w drgania o bardzo dużej częstotliwości. Główna różnica w budowie głowic ultradźwiękowych polega na sposobie pobudzania do drgań odpowiednich małych blaszek, prętów lub kryształów. Można to robić mechanicznie, za pomocą zmiennego napięcia elektrycznego (odwrócony efekt piezoelektryczny), zmiennego pola magnetycznego (magnetostrykcja) lub światła laserowego (metoda optyczna).

Właściwości ultradźwięków.
Ze względu na małą długość fali ultradźwięki są szybko tłumione w powietrzu, natomiast bardzo dobrze rozchodzą się w wodzie. Silnie odbijają się na granicy dwóch ośrodków. Dają się łatwo i precyzyjnie ogniskować (skupiać), tworząc cienką wiązkę (promień). Ultradźwięki o dużym natężeniu mogą niszczyć lub nagrzewać przedmioty, przez które są pochłaniane.

Infradźwiękami nazywamy fale mechaniczne o częstotliwości mniejszej od 16 Hz.

Źródłem infradźwięków w naturze są: grzmoty, trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, wodospady, wiatr, zorze polarne.

W budynkach infradźwięki mogą powstawać w przewodach wentylacyjnych oraz w wyniku drgań różnych maszyn i urządzeń biurowych.

Infradźwięki mają niekorzystny wpływ na organizm człowieka.

Ultradźwięki to fale mechaniczne o częstotliwości większej niż 20 kHz.

Ultradźwięki są wytwarzane i rejestrowane przez niektóre zwierzęta.

Ultradźwięki sztucznie wytworzone w generatorach ultradźwiękowych znalazły liczne zastosowania w diagnostyce medycznej (USG), fizykoterapii, w technice (sonary) i nauce.

Infradźwięki i ultradźwięki nie są rejestrowane przez ludzkie ucho, ale mogą być rejestrowane przez niektóre zwierzęta.

Wyszukaj i opisz trzy zastosowania ultradźwięków, o których nie napisano w tym rozdziale.

Wymień co najmniej trzy źródła infradźwięków, o których nie napisano w tym rozdziale.

Podczas przechodzenia fali przez różne ośrodki częstotliwość dźwięku nie zmienia się. Dlaczego tak się dzieje? Zastanów się, dlaczego fala rozchodzi się w następnym ośrodku po dotarciu do niego fali z pierwszego ośrodka, i uzasadnij, dlaczego częstotliwość nie ulega zmianie przy zmianie ośrodka. Jak zmieni się prędkość fali po przejściu do drugiego ośrodka? Od czego zależy to, czy wzrośnie czy zmaleje?

Zastosowanie ultradźwięków.
Ultradźwięki znalazły liczne zastosowania w różnych dziedzinach życia:

Najbardziej znanym przykładem zastosowania ultradźwięków w medycynie jest ultrasonografia (USG). Jak wspomnieliśmy, fala ulega odbiciu na granicy dwóch ośrodków. Ośrodki te różnią się gęstością i prędkością rozchodzenia się dźwięków. Ponieważ różne organy w ciele człowieka mają różne wartości prędkości i gęstości, to fala ultradźwiękowa odbija się częściowo od granicy ośrodków i jest rejestrowana przez sondę. Fala przenika dalej w głąb danego organu i ulega znowu częściowemu odbiciu od następnej granicy. Kolejne odbite impulsy są rejestrowane i dają obraz wewnętrznej budowy ciała człowieka. Wiele osób zastanawia się, czemu służy żel, którym smaruje się powierzchnię skóry przed badaniem USG. Powodem tego jest to, że w powietrzu fala rozchodzi się z zupełnie inną prędkością niż w skórze i ulegałaby bardzo silnemu odbiciu od powierzchni skóry. Żel ma prędkość rozchodzenia się dźwięków zbliżoną do prędkości w skórze, odbicie jest znikome i fala może wejść w głąb organizmu. Warto podkreślić, że częstotliwość drgań podczas przechodzenia przez różne ośrodki nie zmienia się. Zmienia się natomiast długość fali związana z wartością prędkości, z jaką fala się rozchodzi w danym środowisku.

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy zwierzęta słyszą takie same dźwięki jak ludzie? Czy badanie USG ma coś wspólnego z fizyką? podać zakres częstotliwości drgań mechanicznych, na które reaguje ludzkie ucho (od 16 Hz do 20 kHz); wykazać, że fale dźwiękowe przenoszą energię; uzasadnić twierdzenie, że fale dźwiękowe rozchodzą się z prędkością zależną od ośrodka.

# data[].attributes.headline
Trzecia zasada dynamiki Newtona - wzajemne oddziaływanie ciał - lekcja

# data[].attributes.subject
Trzecia zasada dynamiki Newtona - wzajemne oddziaływanie ciał - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Dlaczego rakiety mogą się poruszać? Czy zasada ich lotu ma coś wspólnego z pływaniem i chodzeniem? Odpowiedź znajdziesz w reakcji na działanie siły. Siły zawsze występują bowiem parami, jako akcja i reakcja. Ta lekcja pozwoli ci nie tylko odpowiedzieć na postawione wyżej pytania, ale też zrozumieć podstawowe prawo rządzące wszystkimi oddziaływaniami - trzecią zasadę dynamiki Newtona.

podać definicję siły jako miary oddziaływania;

posługiwać się w obliczeniach jednostką siły - niutonem [N];

wymienić rodzaje oddziaływań i przewidzieć skutki, jakie mogą one wywołać;

stwierdzić, że oddziaływania są wzajemne.

podawać treść trzeciej zasady dynamiki Newtona;

podawać przykłady zastosowania tej zasady w życiu codziennym;

opisywać zasadę działania silników: odrzutowego i rakietowego.

W przyrodzie występuje wiele rodzajów oddziaływań, większość z nich poznałeś już w dotychczasowym toku nauki. Należą do nich między innymi oddziaływania grawitacyjne, magnetyczne, elektryczne i sprężyste. Za miarę oddziaływań przyjmujemy wartość siły. Oddziaływania są wzajemne, to znaczy, że jeśli wywołujemy pewną akcję przy użyciu działającej siły, musimy spodziewać się reakcji układu, na który działamy.

Wykonajmy doświadczenie.

Doświadczalne potwierdzenie wzajemności oddziaływań

Co będzie potrzebne Instrukcja

Film na temat wzajemności oddziaływań. Dwaj młodzi mężczyźni stoją przodem do kamery, trzymając przed sobą deski. Gdy mowa o sznurze, jeden z nich demonstruje do kamery zwój linki o długości ok. 10 m. Jeden z mężczyzn kładzie deskorolkę na podłodze stawia na niej stopę i lekko, bez wysiłku przesuwa deskę w tę i z powrotem, a następnie się drugą nogą i odjeżdża bez widocznej straty prędkości. W kolejnej scenie mężczyźni stają obiema nogami na deskorolkach, naprzeciwko siebie, w odległości równej długości sznura (~10 m). Jeden z nich trzyma sznur w rękach, a drugi opasuje się sznurem i wiąże nią węzeł ratowniczy. Jeden z nich ciągnie równomiernie linę. Obie deskorolki jadą ku sobie i spotykają się na środku. Obaj mężczyźni wracają na swoje miejsca i tym razem drugi z nich ma linę w rękach, a pierwszy opasuje się liną i wiąże nią węzeł ratowniczy. Kolejny raz obaj wracają na swoje miejsca i na hasło „start" obaj zaczynają ciągnąć linę. Deskorolki podobnie jak poprzednio zbliżają się do siebie. W następnej scenie obaj mężczyźni stoją na deskorolkach blisko siebie, w rękach trzymają długi, prosty drąg. Jeden odpycha drugiego, przekładając dłonie na drągu. Obie deskorolki odjeżdżają od siebie. Po chwili role odwracają się. Podobnie jak poprzednio, mężczyźni trzymają długi, prosty drąg, ale tym razem obaj odpychają się, przekładając dłonie na drągu. Obie deskorolki odjeżdżają od siebie.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film na temat wzajemności oddziaływań. Dwaj młodzi mężczyźni stoją przodem do kamery, trzymając przed sobą deski. Gdy mowa o sznurze, jeden z nich demonstruje do kamery zwój linki o długości ok. 10 m. Jeden z mężczyzn kładzie deskorolkę na podłodze stawia na niej stopę i lekko, bez wysiłku przesuwa deskę w tę i z powrotem, a następnie się drugą nogą i odjeżdża bez widocznej straty prędkości. W kolejnej scenie mężczyźni stają obiema nogami na deskorolkach, naprzeciwko siebie, w odległości równej długości sznura (~10 m). Jeden z nich trzyma sznur w rękach, a drugi opasuje się sznurem i wiąże nią węzeł ratowniczy. Jeden z nich ciągnie równomiernie linę. Obie deskorolki jadą ku sobie i spotykają się na środku. Obaj mężczyźni wracają na swoje miejsca i tym razem drugi z nich ma linę w rękach, a pierwszy opasuje się liną i wiąże nią węzeł ratowniczy. Kolejny raz obaj wracają na swoje miejsca i na hasło „start" obaj zaczynają ciągnąć linę. Deskorolki podobnie jak poprzednio zbliżają się do siebie. W następnej scenie obaj mężczyźni stoją na deskorolkach blisko siebie, w rękach trzymają długi, prosty drąg. Jeden odpycha drugiego, przekładając dłonie na drągu. Obie deskorolki odjeżdżają od siebie. Po chwili role odwracają się. Podobnie jak poprzednio, mężczyźni trzymają długi, prosty drąg, ale tym razem obaj odpychają się, przekładając dłonie na drągu. Obie deskorolki odjeżdżają od siebie.

1. Przeprowadź doświadczenie na płaskiej gładkiej powierzchni, np. na asfaltowym boisku szkolnym lub sali gimnastycznej, tak aby w pobliżu nie znajdowały się żadne przedmioty (ściany, kamienie), które mogą stanowić zagrożenie w razie upadku.

2. Wybierz spośród kolegów i koleżanek z klasy dwie osoby o zbliżonej masie.

3. Poleć im, by przed przeprowadzeniem doświadczenia założyły ubiór ochronny (kaski i ochraniacze) oraz rolki (wrotki).

4. Wybrane osoby ustaw naprzeciw siebie w takiej odległości, aby mogły zetknąć ze sobą płasko dłonie.

5. Niech jedna z osób spróbuje się odepchnąć od drugiej.

Podsumowanie

Wykazanie, że wartości sił działania i przeciwdziałania są sobie równe

Co będzie potrzebne Instrukcja

Najazd kamery na stół z przyrządami: szyna, dwa wózki (na końcach mają haczyki), dwa magnesy trwałe (głośnikowe), dwa identyczne siłomierze (o skali i czułości dobranej do siły oddziaływania użytych magnesów), plastelina. Wózki mają na jednym końcu „łoża" pasujące do posiadanych magnesów (mogą być wykonane z modeliny utwardzonej, magnesy w łożach przykleimy później plasteliną). Przy stole stoi dwoje uczniów/demonstratorów: chłopak i dziewczyna. Demonstratorzy pokazuje, że jeden magnes przyciąga znacznie większą kupkę drobnych śrubek (spinaczy biurowych lub tp.) niż drugi. Każdy trzyma jeden magnes nad stosikiem śrubek. Jeden przyciąga znacznie więcej śrubek niż drugi. Uczniowie ustawiają wózki na szynach. Szyna jest pozioma. Puszczają wózki i trochę się oddalają. Najazd kamery na szynę; wózki nie poruszają się. Uczniowie mocują magnesy, każdy na „swoim" wózku. Kamera pokazuje. Uczniowie puszczają wózki będące w niezbyt wielkiej odległości od siebie (trzeba dobrać doświadczalnie). Widać, że wózki ruszają i zaczynają się przybliżać. Uczniowie nie pozwalają na zderzenie tylko łapią wózki. Uczniowie przymocowują siłomierze do wózków. Mogą bezpośrednio zaczepić o haczyki albo użyć nitki. Uczniowie zbliżają wózki do siebie (nie muszą popychać bo przecież się przyciągają). Uczniowie zatrzymują wózki w jakiejś odległości od siebie (takiej by siły były wystarczająco wysokie i wyraźnie wskazywane przez siłomierze). Każdy z uczniów (po kolei) odczytuje głośno wskazania swojego siłomierza, np. 0,25 N. Przy odczytach najazd kamery na skalę siłomierza. Uczniowie przybliżają wózki. Każdy z uczniów (po kolei) odczytuje głośno wskazania swojego siłomierza, np. 0,5 N. Przy odczytach najazd kamery na skalę siłomierza. Każdy z uczniów (po kolei) odczytuje głośno wskazania swojego siłomierza, np. 1 N. Przy odczytach najazd kamery na skalę siłomierza.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Najazd kamery na stół z przyrządami: szyna, dwa wózki (na końcach mają haczyki), dwa magnesy trwałe (głośnikowe), dwa identyczne siłomierze (o skali i czułości dobranej do siły oddziaływania użytych magnesów), plastelina. Wózki mają na jednym końcu „łoża" pasujące do posiadanych magnesów (mogą być wykonane z modeliny utwardzonej, magnesy w łożach przykleimy później plasteliną). Przy stole stoi dwoje uczniów/demonstratorów: chłopak i dziewczyna. Demonstratorzy pokazuje, że jeden magnes przyciąga znacznie większą kupkę drobnych śrubek (spinaczy biurowych lub tp.) niż drugi. Każdy trzyma jeden magnes nad stosikiem śrubek. Jeden przyciąga znacznie więcej śrubek niż drugi. Uczniowie ustawiają wózki na szynach. Szyna jest pozioma. Puszczają wózki i trochę się oddalają. Najazd kamery na szynę; wózki nie poruszają się. Uczniowie mocują magnesy, każdy na „swoim" wózku. Kamera pokazuje. Uczniowie puszczają wózki będące w niezbyt wielkiej odległości od siebie (trzeba dobrać doświadczalnie). Widać, że wózki ruszają i zaczynają się przybliżać. Uczniowie nie pozwalają na zderzenie tylko łapią wózki. Uczniowie przymocowują siłomierze do wózków. Mogą bezpośrednio zaczepić o haczyki albo użyć nitki. Uczniowie zbliżają wózki do siebie (nie muszą popychać bo przecież się przyciągają). Uczniowie zatrzymują wózki w jakiejś odległości od siebie (takiej by siły były wystarczająco wysokie i wyraźnie wskazywane przez siłomierze). Każdy z uczniów (po kolei) odczytuje głośno wskazania swojego siłomierza, np. 0,25 N. Przy odczytach najazd kamery na skalę siłomierza. Uczniowie przybliżają wózki. Każdy z uczniów (po kolei) odczytuje głośno wskazania swojego siłomierza, np. 0,5 N. Przy odczytach najazd kamery na skalę siłomierza. Każdy z uczniów (po kolei) odczytuje głośno wskazania swojego siłomierza, np. 1 N. Przy odczytach najazd kamery na skalę siłomierza.

1. Przeprowadź doświadczenie na płaskiej powierzchni, np. na ławce o gładkim blacie lub szynach o odpowiednio dobranym rozstawie.

2. Za pomocą plasteliny zamocuj magnesy na przodzie wózków.

3. Wózki zwrócone do siebie przodem (magnesami) powinny się do siebie przyciągać.

4. Do tylnej części każdego z nich przymocuj nić.

5. Do końców obu nici przymocuj siłomierze.

6. Przy pomocy kolegi lub koleżanki nie pozwól zbliżyć się do siebie wózkom, ciągnąc za końce siłomierzy. Staraj się, aby siłomierze były (o ile to możliwe) ustawione równolegle do powierzchni blatu.

7. Zatrzymaj wózki w niewielkiej odległości od siebie.

8. Odczytaj wartość siły, którą wskazały siłomierze.

9. Doświadczenie powtórz kilkakrotnie.

Podsumowanie

Reguła: Trzecia zasada dynamiki Newtona

Gdy ciało A działa na ciało B pewną siłą , to ciało B oddziałuje na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnych zwrotach. Siły te nie mogą się równoważyć, ponieważ przyłożone są do dwóch różnych ciał.

W celu utrwalenia wiedzy o siłach wzajemnego oddziaływania (akcji i reakcji) obejrzyj poniższy film.

Jako pierwszy wzajemność oddziaływań opisał żyjący na przełomie XVII i XVIII wieku angielski uczony Izaak Newton, który wyniki swoich badań w tym zakresie sformułował w postaci trzeciej zasady dynamiki. W czasach mu współczesnych nie znano jeszcze wszystkich typów oddziaływań. Okazało się jednak, że trzecia zasada dynamiki ma charakter uniwersalny i dotyczy również tych ich rodzajów, które odkryto znacznie później (np. oddziaływań jądrowych).

Trzecia zasada dynamiki nazywana jest często zasadą równej akcji i reakcji.

Każdej akcji towarzyszy reakcja równa co do wartości i kierunku, lecz przeciwnie zwrócona. Należy jednak pamiętać, że siły te nie równoważą się.

Wpływ trzeciej zasady dynamiki Newtona na nasze życie codzienne odczuwamy prawie przy każdej czynności, którą wykonujemy. Przy wbijaniu gwoździ młotek odskakuje, skok z dużej wysokości może spowodować uszkodzenie stopy. Przykładów można by podać znacznie więcej. Gdyby nie zjawiska opisywane trzecią zasadą dynamiki Newtona, nie bylibyśmy w stanie chodzić, spacerować czy biegać!

Nie moglibyśmy także pływać!

Gdy pływający porusza rękami, odpycha od siebie wodę, ale jednocześnie woda popycha go do przodu, wprawiając jego ciało w ruch.

Na szklankę stojącą na stole działa siła ciężkości, która jest źródłem siły nacisku wywieranej przez dno szklanki na powierzchnię blatu stołu. Siła nacisku zawsze jest prostopadła do powierzchni, na którą naciska ciało. Zgodnie z trzecią zasadą dynamiki stół odpowiada reakcją na nacisk szklanki, siłą o tym samym kierunku i wartości co siła nacisku, lecz przeciwnym zwrocie. Siła ta ma związek ze sprężystością blatu i - jak widzisz - jest przyłożona do szklanki. Siły i równoważą się, ponieważ mają ten sam kierunek, te same wartości, przeciwne zwroty i są przyłożone do tego samego ciała. Ciało pozostaje w spoczynku - szklanka spoczywa na blacie stołu.

Podaj trzy inne przykłady zastosowania/wykorzystania trzeciej zasady dynamiki Newtona.

W przyrodzie występuje wiele rodzajów oddziaływań, ale wszystkie można opisać za pomocą sił. Wielkość siły jest miarą oddziaływania. Oddziaływania są wzajemne, to znaczy jeśli wywołujemy pewną akcję za pomocą działającej siły, musimy się spodziewać reakcji ciała, na które działamy.

Fakt, że oddziaływania są wzajemne, dostrzegł żyjący na przełomie XVII i XVIII wieku angielski uczony Izaak Newton. Wyniki swoich badań w tym zakresie sformułował w postaci trzeciej zasady dynamiki.

Trzecia zasada dynamiki Newtona głosi, że gdy ciało A działa na ciało B pewną siłą, to ciało B oddziałuje na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie. Siły te nie mogą się równoważyć, ponieważ przyłożone są do dwóch różnych ciał.

Trzecią zasadę dynamiki Newtona nazywamy też zasadą akcji i reakcji. Każdej akcji towarzyszy reakcja równa co do wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Należy jednak pamiętać, że siły się nie równoważą.

Trzecia zasada dynamiki towarzyszy nam na co dzień podczas chodzenia, pływania, wbijania gwoździa w ścianę i wielu innych czynności. Dzięki niej latają samoloty odrzutowe i możliwe są podróże kosmiczne w najbliższym otoczeniu Ziemi.

Konstanty Ciołkowski

Pomysły techniczne sformułowane przez Ciołkowskiego stanowią podstawę działania wszystkich - historycznych i współczesnych - silników rakietowych, rakiet i statków kosmicznych. Ciołkowski opracował model sterowca, zbudował pierwszy w Rosji tunel aerodynamiczny i podał teoretyczne podstawy funkcjonowania silnika rakietowego na paliwo ciekłe.

Dwa identyczne magnesy o masie m = 0,35 kg, jeden leżący na stole, drugi zawieszony na nitce, umieszczono jeden nad drugim. Ile wynosi wartość siły, jaką rozciągana jest nić, na której zawieszony został jeden z magnesów, jeśli ich wzajemne oddziaływanie wynosi 4 N? Oblicz, ile wynosi siła nacisku, jaką wywiera na blat stołu drugi z magnesów?

Na podstawie trzeciej zasady dynamiki działają silniki odrzutowe, które znalazły powszechne zastosowanie w współczesnym lotnictwie, a ich odmiana - silniki rakietowe - w kosmonautyce. Silniki tego typu wykorzystują zjawisko odrzutu substancji roboczej, będącej produktem spalania paliwa. Siła reakcji (siła ciągu) powstała podczas opuszczania przez substancję roboczą dyszy silnika. Napędza ona samolot lub rakietę.

Podwaliny pod rozwój współczesnej kosmonautyki położył rosyjski uczony polskiego pochodzenia Konstanty Ciołkowski , który opracował teoretyczne podstawy działania silnika rakietowego.

# data[].attributes.attachment_link.title
Trzecia zasada dynamiki Newtona - wzajemne oddziaływanie ciał

# data[].attributes.attachment_link.description
Dlaczego rakiety mogą się poruszać? Czy zasada ich lotu ma coś wspólnego z pływaniem i chodzeniem? Odpowiedź znajdziesz w reakcji na działanie siły. Siły zawsze występują bowiem parami, jako akcja i reakcja. Ta lekcja pozwoli ci nie tylko odpowiedzieć na postawione wyżej pytania, ale też zrozumieć podstawowe prawo rządzące wszystkimi oddziaływaniami - trzecią zasadę dynamiki Newtona.

# data[].attributes.headline
Fale dźwiękowe jako przykład fal harmonicznych. Cechy dźwięków: wysokość i głośność - lekcja

# data[].attributes.subject
Fale dźwiękowe jako przykład fal harmonicznych. Cechy dźwięków: wysokość i głośność - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Szmer strumyka, muzyka, huk samolotu, śpiew ptaków, warkot silnika, głos ukochanej osoby, pisk opon, ryk lwa, łopot flagi, świst wiatru - co łączy wymienione tu zjawiska?
Prawie połowa informacji docierających do człowieka ze świata zewnętrznego trafia doń przez zmysł słuchu. Czy to nie jest wystarczający powód, by poznać warunki, jakie muszą spełniać przekazywane informacje, abyśmy mogli odbierać je za pomocą zmysłu słuchu?

opisywać mechanizm przekazywania drgań między punktami ośrodka;

podawać definicję fal oraz fal harmonicznych;

posługiwać się wielkościami opisującymi fale: amplituda fali, okres i częstotliwość fali, długość i prędkość fali.

charakteryzować cechy dźwięku: wysokość dźwięku, głośność, barwę dźwięku*;

podawać związek cech dźwięku z wielkościami fizycznymi charakterystycznymi dla drgań i fal.

Dźwiękami w języku potocznym nazywamy to, co może być zarejestrowane przez ludzkie ucho. Ściślej należałoby nazwać to wrażeniami słuchowymi, a dźwięki są jednymi z nich. Ale co to jest? Otóż źródłem dźwięku są ciała drgające, które przekazują swoje drgania ośrodkowi sprężystemu (najczęściej jest to powietrze), inicjując w tym ośrodku falę dźwiękową, a ta rejestrowana jest przez zmysł słuchu. Fala dźwiękowa jest zatem falą mechaniczną, ponieważ rozchodzi się w ośrodku materialnym (np. w powietrzu, w wodzie).

Wszystkie ciała drgające w powietrzu są źródłami fal, ale czy ludzkie ucho wszystkie te fale rejestruje?
Sprawdźmy to doświadczalnie.

Sprawdzenie, jak częstotliwość drgań wpływa na słyszalność fali rozchodzącej się w powietrzu.

Co będzie potrzebne

sprężyna płaska o długości około 30 cm (może to być brzeszczot piły do metalu);

imadło lub inny przyrząd do zamocowania sprężyny;

jeżeli dysponujecie dwoma imadłami, to można zamocować rozciągnięty (napięty) drut pomiędzy nimi i użyć go do doświadczenia analogicznie jak brzeszczot piły. Może w szkole znajduje się tzw. monochord (rozpięta jedna struna na drewnianym pudełku) - też jest to znakomite urządzenie do wykonania doświadczenia.

Instrukcja

1. Zamocuj jeden koniec brzeszczotu w imadle, drugi pozostaw swobodny.

2. Wpraw sprężynę w drgania i obserwuj, czy fala wywołana tym drganiem jest słyszalna.

3. Uwaga: zadbaj, aby drgająca sprężyna nie uderzała o stół lub inne przedmioty, a zamocowany koniec był nieruchomy.

4. Skróć swobodną część sprężyny do około 25 cm i ponownie wpraw ją w drgania. Zwróć uwagę na zmianę częstotliwości drgań. Czy słyszysz dźwięk wywołany drganiami sprężyny?

5. Powtarzaj skracanie swobodnej części sprężyny co około 5 cm. Obserwuj zmiany częstotliwości drgań oraz słyszalność fali wzbudzonej tymi drganiami.

Podsumowanie

Drgania płaskiej sprężyny wzbudzały w powietrzu falę, ale fala ta nie zawsze była słyszalna. Skracanie drgającej części sprężyny prowadziło do wzrostu częstotliwości jej drgań. Gdy częstotliwość osiągnęła pewną wartość, fala wywołana drganiami sprężyny stała się słyszalna. Dalsze skracanie powodowało, że dźwięk był nadal słyszalny, ale brzmiał inaczej.

1. częstotliwość tych drgań musi być większa od , a mniejsza od ;

2. fale te muszą przenosić energię wystarczającą do pobudzenia narządu słuchu do drgań (jest to tzw. próg słyszalności związany z czułością zmysłu słuchu u danego gatunku; w pewnych sytuacjach może być to granica indywidualna nawet dla danego osobnika lub osoby).

Z powyższego doświadczenia wynika, że nie wszystkie fale rozchodzące się w powietrzu mogą być zarejestrowane przez ludzkie ucho.

Aby tak się stało, drgania muszą spełniać dwa warunki:

Uwaga: energia drgań nie może być zbyt duża, aby nie doszło do uszkodzenia narządu słuchu (jest to tzw. granica bólu, po przekroczeniu której dźwięk odbierany jest już jako uciążliwy i szkodliwy dla zdrowia hałas).

Podane wyżej dane są przybliżone, ponieważ zakres słyszalności jest indywidualną cechą każdego człowieka. Zależy on od jego wrodzonych zdolności, wieku (największy zakres słyszalności jest w wieku ok. 12 lat), przebytych chorób itp. Możesz się o tym przekonać, posługując się dzwonkami telefonu komórkowego, dla którego można zmieniać częstotliwość emitowanego sygnału. Sprawdź: dźwięki o jakich częstotliwościach są słyszalne dla twoich kolegów, rodzeństwa, rodziców, dziadków?

Z częstotliwością drgań związana jest wysokość dźwięku. Dźwięki o małej częstotliwości (ale większej niż 16 Hz) nazywamy niskimi. Dźwięki o dużej częstotliwości to dźwięki wysokie.

Posłuchaj, jak brzmią dźwięki o różnych częstotliwościach.

Poniższe rysunki przedstawiają wykresy fal dźwiękowych (wartości prędkości rozchodzenia się fal są jednakowe). Uporządkuj je zgodnie z rosnącą wysokością dźwięku.

Rozwiązanie:
Aby rozwiązać to zadanie, zwracamy uwagę wyłącznie na okres fali. Największy okres to najmniejsza częstotliwość, czyli dźwięk najniższy. Inne cechy fali (na przykład amplituda) nie mają wpływu na wysokość dźwięku.
Dźwięk o najniższej wysokości przedstawia fala z rysunku C. Kolejno są to: B, A, D.

Muzyczna skala wysokości dźwięku. Wysokość to cecha dźwięku bardzo ważna w muzyce. Jednak muzycy nie mierzą jej w hercach tak jak fizycy. W świecie muzyki obowiązuje specjalna, muzyczna skala wysokości. Jest ich zresztą kilka. Poniższy rysunek przedstawia muzyczną skalę wysokości na pięciolinii. Wartości podane w tabeli dotyczą tzw. skali międzynarodowej równomiernie temperowanej.

Wysokość dźwięku a jego częstotliwość

Zwróć uwagę, że fala ma charakter sinusoidalny, a zmiana częstotliwości dźwięku oznacza zmianę okresu sinusoidy (zmienia się odległość między grzbietami sinusoidy).

O tym, czy dźwięk rejestrowany przez człowieka odbierany jest jako głośny czy cichy, decyduje ilość energii docierającej do jego uszu w ciągu sekundy. Wielkość fizyczna opisująca tę cechę nosi nazwę natężenia dźwięku i mierzona jest w . Minimalna wartość natężenia dźwięku, potrzebna do wprawienia w ruch błony bębenkowej naszego ucha nosi nazwę progu słyszalności. W literaturze podaje się jej liczbową wartość, ale jest to wartość umowna, gdyż stanowi ona cechę indywidualną każdego człowieka. Ponadto jej wartość zależy od częstotliwości dźwięku. Ucho ludzkie jest najbardziej czułe na dźwięki od 1 do 3 kHz.

Uruchom ponownie aplikację „generator akustyczny" (znajdziesz ją na poprzedniej stronie) i wysłuchaj dźwięku o częstotliwości 1 kHz. Następnie odpowiedz na pytanie: dlaczego różnego rodzaju dźwiękowe sygnały ostrzegawcze (alarmowe) mają dźwięki o zbliżonej częstotliwości?

Dźwięki, podobnie jak światło, odbieramy za pomocą zmysłów. Zmysł słuchu reaguje na energię drgań fali dźwiękowej, dając wrażenie słyszenia dźwięku. Od czego zależy to wrażenie? Kiedy dźwięk będzie dla nas głośniejszy?
**Odpowiedź brzmi: kiedy będzie miał większe natężenie, czyli większą energię odbieraną w jednostce czasu. Okazuje się jednak, że (na szczęście!) dźwięk o energii np. 100 razy większej (w tym samym czasie) nie powoduje wrażenia 100 razy większego. Nasz zmysł słuchu jak gdyby „spłaszcza" wrażenia słuchowe.**Najczęściej spotykaną jednostką wyrażającą głośność dźwięku jest decybel (symbol 1 dB). Jest to jednostka tak zwanego poziomu natężenia dźwięku i w pewnym sensie mówi nam, ile razy słyszany dźwięk ma natężenie większe od progu słyszalności. Zależność tę przedstawia poniższa tabela:

Dźwięk głośnej muzyki to . Po analizie danych w tabeli napisz, ile razy natężenie dźwięku jest większe od progu słyszalności.

Osobom udającym się na badanie słuchu, bada się właśnie próg słyszalności w zależności od wysokości dźwięku. Poniższy rysunek przedstawia wynik takiego badania.

Poniższe rysunki przedstawiają wykresy fal dźwiękowych. Uporządkuj je od najcichszego do najgłośniejszego.

Rozwiązanie:
Aby rozwiązać to zadanie, zwracamy uwagę wyłącznie na amplitudę fali. Największa amplituda to dźwięk najgłośniejszy. Inne cechy fali (na przykład okres) nie mają wpływu na poziom natężenia dźwięku. Najcichszy dźwięk przedstawia fala z rysunku D. Kolejno są to: C, A, B.

Dźwiękami nazywamy fale wytworzone przez ciała drgające z częstotliwością z zakresu od do . Podany zakres ma charakter umowny, w rzeczywistości jest cechą indywidualną każdego człowieka.

Dźwięk może być zarejestrowany przez ludzkie ucho, jeśli energia niesiona przez falę dźwiękową jest większa od progu słyszalności, a mniejsza od granicy bólu.

Podstawowymi cechami dźwięku są:

wysokość - związana z częstotliwością fali: wyższy dźwięk - większa częstotliwość;

głośność - związana z amplitudą fali: większa amplituda - głośniejszy dźwięk;

barwa* - związana ze złożonością drgań źródła fali, pozwala rozróżniać brzmienie różnych instrumentów.

W programie koncertu muzyki klasycznej napisano między innymi, że wystąpi Pani A. X - sopranistka oraz Pan B. Y - tenor. Która z tych osób będzie emitować dźwięki o większej częstotliwości? Jeśli masz wątpliwości sprawdź, czym różni się sopran od tenoru.

Napisz krótki tekst (ok. 150 słów) na temat szkodliwości hałasu. W swojej wypowiedzi poprawnie użyj takich terminów jak: głośność dźwięku, decybel, narząd słuchu, granica bólu, dźwięki wysokie, dźwięki niskie.

Ile razy więcej energii w jednostce czasu dociera do ucha słyszącego dźwięk startującego odrzutowca w porównaniu z progiem słyszalności?

- maksymalna wartość energii fali dźwiękowej (w jednostce czasu) możliwa do zarejestrowania przez ludzkie ucho; po jej przekroczeniu następuje bolesne uszkodzenie narządu słuchu; umowna szacunkowa wartość to .

- wielkość fizyczna związana z wrażeniem natężenia dźwięku, utworzona przez porównanie natężenia danego dźwięku z progiem słyszalności. Jednostką jest bel , choć częściej używana jest jego podwielokrotność - decybel. Wyrażony w tej skali próg słyszalności to, a granica bólu to .

- minimalna energia fali dźwiękowej w jednostce czasu, potrzebna do wprawienia w drgania błony bębenkowej ludzkiego ucha. Jej liczbowa wartość zależy od częstotliwości dźwięku i dla umownie przyjęto ; w rzeczywistości jest indywidualną cechą każdego człowieka.

- wielkość charakteryzująca dźwięk i związana z częstotliwością fali dźwiękowej; większa częstotliwość to wyższy dźwięk.

Fale dźwiękowe jako przykład fal harmonicznych. Cechy dźwięków: wysokość i głośność

Rysunek przedstawia fale odpowiadające różnym dźwiękom.
Wskaż tę, która odpowiada dźwiękowi o największym natężeniu (najgłośniejszemu) i tę, która odpowiada dźwiękowi o największej wysokości.

najgłośniejszy dźwięk - fala 3
najwyższy dźwięk - fala 1

najgłośniejszy dźwięk - fala 1
najwyższy dźwięk - fala 3

najgłośniejszy dźwięk - fala 3
najwyższy dźwięk - fala 2

najgłośniejszy dźwięk - fala 2
najwyższy dźwięk - fala 1

najgłośniejszy dźwięk - fala 1
najwyższy dźwięk - fala 2

najgłośniejszy dźwięk - fala 2
najwyższy dźwięk - fala 3

Alexander Graham Bell

Wynalazca telefonu i kilkudziesięciu innych wynalazków telekomunikacyjnych. Z zawodu był logopedą i nauczycielem muzyki. Graham Bell był też współzałożycielem dwóch znanych czasopism i National Geographic. Na jego cześć nazwano jednostkę miary poziomu natężenia dźwięku - bel (1 B). W 1912 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - międzynarodowy Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników) uhonorował go Medalem Edisona za wybitne osiągnięcia przy wynalezieniu telefonu.

Jeszcze jedną ważną cechą dźwięku jest jego barwa. Barwa dźwięku zależy od tego, jak złożone są drgania jego źródła, i pozwala nam odróżniać instrumenty muzyczne czy też śpiewające (mówiące) osoby, nawet jeśli wysokość emitowanych dźwięków jest taka sama. Posłuchaj, jak brzmi dźwięk zagrany na różnych instrumentach muzycznych.

Barwa dźwięku

Podobnie jak wszystkie fale, również fale dźwiękowe rozchodzą się w ośrodku materialnym ze skończoną prędkością zależną od właściwości tego ośrodka. Generalnie możemy powiedzieć, że prędkość dźwięku rośnie wraz ze wzrostem sprężystości ośrodka.
Poniżej prezentujemy przykładowe prędkości dźwięku w kilku wybranych ośrodkach.

# data[].attributes.attachment_link.title
Fale dźwiękowe jako przykład fal harmonicznych. Cechy dźwięków: wysokość i głośność

# data[].attributes.attachment_link.description
Szmer strumyka, muzyka, huk samolotu, śpiew ptaków, warkot silnika, głos ukochanej osoby, pisk opon, ryk lwa, łopot flagi, świst wiatru - co łączy wymienione tu zjawiska?Prawie połowa informacji docierających do człowieka ze świata zewnętrznego trafia doń przez zmysł słuchu. Czy to nie jest wystarczający powód, by poznać warunki, jakie muszą spełniać przekazywane informacje, abyśmy mogli odbierać je za pomocą zmysłu słuchu?

# data[].attributes.headline
Powstawanie fal w ośrodkach materialnych. Fale harmoniczne i wielkości je opisujące: amplituda, okres, częstotliwość, prędkość i długość fali - lekcja

# data[].attributes.subject
Powstawanie fal w ośrodkach materialnych. Fale harmoniczne i wielkości je opisujące: amplituda, okres, częstotliwość, prędkość i długość fali - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.title
Powstawanie fal w ośrodkach materialnych. Fale harmoniczne i wielkości je opisujące: amplituda, okres, częstotliwość, prędkość i długość fali

# data[].attributes.attachment_link.description
Czy gdy siedzisz nad brzegiem jeziora, możesz rozkołysać łódkę uwiązaną do pomostu na przeciwległym brzegu jeziora? Co się będzie działo z taką łódką, gdy w pobliżu przepłynie z dużą prędkością motorówka? opisywać ruch drgający na przykładzie ciężarka na sprężynie oraz wahadła matematycznego; posługiwać się pojęciami położenia równowagi, amplitudy drgań, okresu i częstotliwości drgań; analizować przemiany energii w ruchu drgającym; obliczać okres drgań, gdy znana jest ich częstotliwość.

# data[].attributes.headline
Moc jako szybkość wykonywania pracy - lekcja

# data[].attributes.subject
Moc jako szybkość wykonywania pracy - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Jeżeli dwie osoby podnoszą ciało o ciężarze 100 N, to mówimy, że są jednakowo silne. Jeżeli podniosą je na wysokość jednego metra, to wykonają taką samą pracę. A jeżeli jedna z nich podniesie ten ciężar w czasie 1 sekundy, a druga w czasie 2 sekund, to czym się różnią prace wykonane przez te osoby? Która osoba jest silniejsza i czy oznacza to, że jest ona mocniejsza?

stwierdzić, że pracę wykonuje siła równoległa do przemieszczenia;

podać definicję pracy i obliczyć jej wartość jako iloczyn siły i przesunięcia;

podać definicję jednostki pracy w układzie SI;

wyrażać czas w sekundach, które są jednostką w układzie SI.

- wielkość fizyczna wyrażona liczbowo jako iloraz pracy i czasu jej wykonania:

lub

Moc informuje nas, ile pracy może wykonać dane urządzenie lub osoba w określonej jednostce czasu, np. w ciągu sekundy. Jeżeli w poszczególnych sekundach wykonana praca jest różna, to z powyższej zależności obliczymy średnią moc.

Co to znaczy, że jakieś urządzenie ma większą moc? Oznacza to, że taką samą pracę może wykonać w krótszym czasie, czyli szybciej niż urządzenie o mniejszej mocy, lub też w tym samym czasie wykona większą pracę.

- jednostka mocy (W); urządzenie ma moc 1 wata [W] jeśli w ciągu 1 sekundy [s] wykona pracę 1 dżula [J], czyli:

Z jaką mocą pracuje człowiek, który w ciągu pół godziny wykonuje pracę 360 kJ?
Analiza zadania:
Moc, z jaką pracuje człowiek, obliczamy według wzoru: P=.
Wymagane wielkości:
W - wykonywana praca;
t - czas wykonania pracy.
Dane:
W=360 kJ=360 000 J,
t=0,5 h=1 800 s.
Szukane:
P=?
Zwróć uwagę, że przed przystąpieniem do obliczeń należało zamienić jednostki czasu z godzin na sekundy. Teraz przystąpmy do obliczeń.
Obliczenia:
P==360 000 J 1 800 s =200 W.
Odpowiedź:
Człowiek pracował z mocą 200 W.

Oblicz pracę, jaką wykona silnik odkurzacza o mocy 1,2 kW w ciągu 20 minut.
Analiza zadania:
Moc silnika odkurzacza obliczymy ze wzoru: P=.
Wzór ten po przekształceniu pozwoli nam obliczyć pracę.
P=/·t
P·t=·t
P·t=·t
W=P·t
Pracę silnika odkurzacza obliczymy więc ze wzoru: W=P·t.
Wymagane wielkości:
P - moc odkurzacza,
t - czas pracy odkurzacza.
Dane:
P=1,2 kW=1 200 W,
t=20 min=1200 s.
Szukane:
W=?
Możemy zatem przystąpić do obliczeń.
Obliczenia:
W=P·t=1 200 W·1 200 s=1 440 000 J=1,4 MJ.
Odpowiedź:
Silnik wykonał pracę 1 miliona 440 tysięcy dżuli, czyli 1,4 megadżuli.

Obejrzyj film i wzorując się na rozumowaniu Młodego Fizyka, odpowiedz na pytanie: czy silniejszy zawsze oznacza to samo co mocniejszy?

R1KKInTnYDdVW 1

Dwóch młodych mężczyzn Filip i Paweł przechwala się przed sobą. Filip mówi: ja mogę 100 kilogramowy worek ziemniaków wnieść na pierwsze piętro. Nad jego głową pojawia się dymek, a w dymku animacja: mięśniak niosący do góry, po schodach wielki worek ziemniaków. Pot z niego kapie, idzie bardzo powoli. Na worku napis „100 kg". Filip ma wygląd kulturysty, Paweł chudego, wysokiego biegacza. Paweł : ty z tym workiem ledwo idziesz a ja błyskawicznie wbiegam na czwarte piętro. Mogę nawet mieć 10 kilowy plecak. Nad jego głową pojawia się dymek a w dymku animacja: bystronogi chudzielec wbiega po 2-3 stopnie po schodach do góry. Na plecach plecak z napisem 10 kg. F: też mi wyczyn! Przecież biegnąc prawie nic nie niesiesz. 2c.P: Jak to nie. Plecak może nie taki ciężki ale zobacz jak szybko posuwam się do góry. F: Eeee, spróbowałbyś z worem, tak jak ja... P: patrz! Idzie Młody fizyk. On nam naukowo wykaże kto jest lepszy. W kadr wchodzi Młody Fizyk o wyglądzie kujona (okularki, lekko nieobecny wyraz twarzy i wzrok itp.) Cześć, część, sie ma. witają się P: fizyk, powiedz kto jest lepszy. Ja wbiegam na 4. piętro w 20 sekund z 10 kilogramowym plecakiem F: a ja w pół minuty wnoszę 100 kilo ziemniaków na 1. piętro. To nie takie proste. Powiedzcie mi ile sami ważycie. F: ja 80 kg, same mięśnie, ani grama tłuszczu P: ja 50 kg, tłuszczu też specjalnie nie widać Nie da się ukryć, że twoja siła Filipie jest imponująca. Razem z masą swego ciała niesiesz 180 kg i jeszcze idziesz po schodach. Ty Paweł, chyba byś się rozpłaszczył na ziemi pod takim ciężarem, jaki dźwiga Filip więc nawet nie próbuj. Filip promienieje: zadowolony, dumny wyraz twarzy, ujmuje się pod boki, trąca Pawła i mówi: słuchaj Mądrego słabeuszu! Paweł milczy speszony. MF kontynuuje: ale siłą to nie wszystko. Policzmy, który z was wykonuje więcej pracy. Wyciąga tablet i zaczyna „klikać" w ekran. F i P zaglądają mu przez ramię. W prawym, górnym rogu inset z ekranem tabletu. Nie musi to być real foto ekranu, tylko coś podobnego do zrzutu ekranu. MF: pracę liczymy mnożąc siłę działającą w kierunku przesunięcia i to przesunięcie. Na tablecie/insecie pojawia się wzór: który dalej zostaje na ekranie. Siła, którą musi działać każdy z was jest równa waszemu ciężarowi plus ciężar niesionego ładunku. Ciężar liczymy mnożąc masę przez przyspieszenie ziemskie, więc: Wzór uzupełnia się: Praca Filipa wynosi: Wzór uzupełnia się Filip: Praca Pawła wynosi: Wzór uzupełnia się Paweł: Licząc uwzględniłem już wasze własne ciężary i to, że Paweł przebył 4 razy większą drogę niż Filip. Przyjęcie 4 metrów jako wysokości jednego piętra jest przybliżone ale rozsądne. popatrz Filipie; Paweł choć dźwigał tylko mały plecak, to wykonał więcej pracy od ciebie. to jeszcze nie wszystko. Policzmy moc rozwijaną przez każdego z was. Moc to ilość pracy wykonywana w jednostce czasu więc obliczymy ją dzieląc wykonaną pracę przez czas jej wykonania. Pojawia się wzór: liczymy. Dla Filipa Wzór się uzupełnia: dla Pawła:Wzór się uzupełnia: Paweł rozwija znacznie większą moc. Uwaga: wszystkie obliczenia są cały czas widoczne w insecie. Nic nie znika, tylko przybywają kolejne wzory. Filip ma zaskoczoną minę. Paweł promienieje. Trąca Filipa mówiąc: słuchaj Mądrego mięśniaku. fizyk mówi do kolegów. Inset z obliczeniami cały czas widoczny. Jak widzicie w fizyce siłą i moc, to nie to samo. Silny to nie to samo co mocny. Ty Filipie dysponujesz siłą atlety ale już nie tak wielką mocą. Za to ty, Pawle choć możesz działać znacznie mniejszą siłą, to bardzo szybko wykonujesz pracę co skutkuje dużą wartością mocy. To prawdziwie mistrzowski wynik. Jak widzicie duża siła nie zawszę oznacza także dużą moc. A więc koledzy wasz spór pozostaje nierozstrzygnięty: każdy z was jest lepszy w czym innym i nie można tego porównywać.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Dwóch młodych mężczyzn Filip i Paweł przechwala się przed sobą. Filip mówi: ja mogę 100 kilogramowy worek ziemniaków wnieść na pierwsze piętro. Nad jego głową pojawia się dymek, a w dymku animacja: mięśniak niosący do góry, po schodach wielki worek ziemniaków. Pot z niego kapie, idzie bardzo powoli. Na worku napis „100 kg". Filip ma wygląd kulturysty, Paweł chudego, wysokiego biegacza. Paweł : ty z tym workiem ledwo idziesz a ja błyskawicznie wbiegam na czwarte piętro. Mogę nawet mieć 10 kilowy plecak. Nad jego głową pojawia się dymek a w dymku animacja: bystronogi chudzielec wbiega po 2-3 stopnie po schodach do góry. Na plecach plecak z napisem 10 kg. F: też mi wyczyn! Przecież biegnąc prawie nic nie niesiesz. 2c.P: Jak to nie. Plecak może nie taki ciężki ale zobacz jak szybko posuwam się do góry. F: Eeee, spróbowałbyś z worem, tak jak ja... P: patrz! Idzie Młody fizyk. On nam naukowo wykaże kto jest lepszy. W kadr wchodzi Młody Fizyk o wyglądzie kujona (okularki, lekko nieobecny wyraz twarzy i wzrok itp.) Cześć, część, sie ma. witają się P: fizyk, powiedz kto jest lepszy. Ja wbiegam na 4. piętro w 20 sekund z 10 kilogramowym plecakiem F: a ja w pół minuty wnoszę 100 kilo ziemniaków na 1. piętro. To nie takie proste. Powiedzcie mi ile sami ważycie. F: ja 80 kg, same mięśnie, ani grama tłuszczu P: ja 50 kg, tłuszczu też specjalnie nie widać Nie da się ukryć, że twoja siła Filipie jest imponująca. Razem z masą swego ciała niesiesz 180 kg i jeszcze idziesz po schodach. Ty Paweł, chyba byś się rozpłaszczył na ziemi pod takim ciężarem, jaki dźwiga Filip więc nawet nie próbuj. Filip promienieje: zadowolony, dumny wyraz twarzy, ujmuje się pod boki, trąca Pawła i mówi: słuchaj Mądrego słabeuszu! Paweł milczy speszony. MF kontynuuje: ale siłą to nie wszystko. Policzmy, który z was wykonuje więcej pracy. Wyciąga tablet i zaczyna „klikać" w ekran. F i P zaglądają mu przez ramię. W prawym, górnym rogu inset z ekranem tabletu. Nie musi to być real foto ekranu, tylko coś podobnego do zrzutu ekranu. MF: pracę liczymy mnożąc siłę działającą w kierunku przesunięcia i to przesunięcie. Na tablecie/insecie pojawia się wzór: który dalej zostaje na ekranie. Siła, którą musi działać każdy z was jest równa waszemu ciężarowi plus ciężar niesionego ładunku. Ciężar liczymy mnożąc masę przez przyspieszenie ziemskie, więc: Wzór uzupełnia się: Praca Filipa wynosi: Wzór uzupełnia się Filip: Praca Pawła wynosi: Wzór uzupełnia się Paweł: Licząc uwzględniłem już wasze własne ciężary i to, że Paweł przebył 4 razy większą drogę niż Filip. Przyjęcie 4 metrów jako wysokości jednego piętra jest przybliżone ale rozsądne. popatrz Filipie; Paweł choć dźwigał tylko mały plecak, to wykonał więcej pracy od ciebie. to jeszcze nie wszystko. Policzmy moc rozwijaną przez każdego z was. Moc to ilość pracy wykonywana w jednostce czasu więc obliczymy ją dzieląc wykonaną pracę przez czas jej wykonania. Pojawia się wzór: liczymy. Dla Filipa Wzór się uzupełnia: dla Pawła:Wzór się uzupełnia: Paweł rozwija znacznie większą moc. Uwaga: wszystkie obliczenia są cały czas widoczne w insecie. Nic nie znika, tylko przybywają kolejne wzory. Filip ma zaskoczoną minę. Paweł promienieje. Trąca Filipa mówiąc: słuchaj Mądrego mięśniaku. fizyk mówi do kolegów. Inset z obliczeniami cały czas widoczny. Jak widzicie w fizyce siłą i moc, to nie to samo. Silny to nie to samo co mocny. Ty Filipie dysponujesz siłą atlety ale już nie tak wielką mocą. Za to ty, Pawle choć możesz działać znacznie mniejszą siłą, to bardzo szybko wykonujesz pracę co skutkuje dużą wartością mocy. To prawdziwie mistrzowski wynik. Jak widzicie duża siła nie zawszę oznacza także dużą moc. A więc koledzy wasz spór pozostaje nierozstrzygnięty: każdy z was jest lepszy w czym innym i nie można tego porównywać.

Aby jechać po poziomym torze ze stałą szybkością 5 m s , rowerzysta musi pokonywać opory ruchu o wartości 50 N. Z jaką mocą musi pracować rowerzysta?
Analiza zadania:
Moc rowerzysty: .
Droga przebyta przez rowerzystę: s=v·t.
Praca rowerzysty: W=F·s=F·v·t.
Wymagane wielkości:
F - siła,
v - prędkość.
Dane:
F=50 N,
v=5 m s .
Szukane:
P=?
Obliczenia:
Moc można obliczyć, korzystając ze wzoru:
.
Wzór na pracę można podstawić do wzoru na moc. Otrzymujemy wówczas zależność:
P=F·s t =F·.
Zwróć uwagę, że wyrażenie oznacza wartość prędkości, zatem otrzymujemy zależność:
P=F·v.
A zatem:
P=F·v=50 N·5 m s =250 W.
Odpowiedź:
Rowerzysta pracował z mocą 250 watów.

Nazwa tej jednostki pochodzi od nazwiska szkockiego inżyniera i konstruktora Jamesa Watta .
W przypadku występowania dużych mocy używamy jednostki tysiąc razy większej, czyli kilowatów (np. moc silnika tramwajowego wynosi 200 kW) lub megawatów (np. elektrownia ma moc 1200 MW), a małe moce wyrażamy w miliwatach (moc lecącej muchy ma wartość 0,3 mW).

Przejdźmy teraz do obliczeń. Oto przykłady.

James Watt

James Watt urodził się w rodzinie cieśli i już w szkole ujawniły się jego wielkie zdolności matematyczne oraz techniczne. Pracował jako wytwórca i konstruktor przyrządów precyzyjnych najpierw w Londynie, a następnie na Uniwersytecie w Glasgow. Zasłynął jako twórca znaczących ulepszeń maszyny parowej: wydzieił komorę kondensacji pary, opracował zespół przekładni umożliwiających zastosowanie silnika parowego w pojazdach, zbudował regulator prędkości obrotowej silnika parowego (zwany regulatorem Watta).

# data[].attributes.attachment_link.description
Jeżeli dwie osoby podnoszą ciało o ciężarze 100 N, to mówimy, że są jednakowo silne. Jeżeli podniosą je na wysokość jednego metra, to wykonają taką samą pracę. A jeżeli jedna z nich podniesie ten ciężar w czasie 1 sekundy, a druga w czasie 2 sekund, to czym się różnią prace wykonane przez te osoby?

# data[].attributes.headline
Zasada zachowania energii mechanicznej i jej zastosowanie - lekcja

# data[].attributes.subject
Zasada zachowania energii mechanicznej i jej zastosowanie - lekcja

# data[].attributes.headline
Zjawisko rozszczepienia światła. Światło białe jako mieszanina barw - lekcja

# data[].attributes.subject
Zjawisko rozszczepienia światła. Światło białe jako mieszanina barw - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Zapewne obserwowaliście już zjawisko powstawania na niebie wielobarwnego łuku - tęczy. Jeśli nie, to może widzieliście, jak mienią się barwami krople rosy w słoneczny poranek. Jeśli nie lubicie deszczu i nie jeście zwolennikami porannego wstawania, postawcie szklankę gazowanej wody mineralnej, tak aby oświetlały ją promienie słoneczne. Zaobserwujecie wówczas, że pęcherzyki gazu w szklance zmieniają swoją barwę i połysk. Wszystkie te zjawiska są przejawem rozszczepienia (dyspersji) światła.

że światło białe jest mieszaniną barw;

że światło białe ulega rozszczepieniu podczas przejścia przez pryzmat;

podawać przyczyny, dla których światło białe ulega rozszczepieniu.

Fizykiem, który jako pierwszy udowodnił, że światło białe jest mieszaniną różnych barw, był znany nam już odkrywca prawa powszechnego ciążenia Isaac Newton. Właśnie Newton w swoim eksperymencie wykorzystał pryzmat.

Pryzmat to bryła z materiału optycznie przezroczystego (zwykle ze szkła), będąca graniastosłupem o podstawie trójkąta. Światło przechodząc przez pryzmat, ulega podwójnemu załamaniu, po raz pierwszy na granicy ośrodków powietrze-szkło (przy wejściu do pryzmatu), po raz drugi na granicy szkło-powietrze (przy wyjściu z pryzmatu). Bieg promienia światła w pryzmacie przedstawia poniższa ilustracja.

Jaki jest mechanizm powstawania widma światła białego? Promień światła, który jest mieszaniną barw, ulega podwójnemu załamaniu podczas przejścia przez pryzmat. Każda ze składowych załamuje się pod innym kątem, ponieważ podczas przejścia z jednego ośrodka do drugiego zmienia się jej prędkość rozchodzenia.

Podczas przejścia przez pryzmat największemu odchyleniu od pierwotnego kierunku ulega światło fioletowe, a najmniejszemu czerwone.

Rozszczepienie odbywa się już przy wejściu światła białego do pryzmatu. Podczas wyjścia kąty załamania, pod którymi składowe barwy światła białego opuszczają pryzmat, rosną, dzięki czemu zjawisko staje się lepiej widoczne.
Rozszczepianie światła pozwala wytłumaczyć wiele zjawisk obserwowanych w przyrodzie, np. powstawanie tęczy.

Rozszczepienie światła jest pięknym i widowiskowym zjawiskiem, ale może być także kłopotliwe. Pierwsze obserwacje nieba prowadzone były przy użyciu lunet, które posiadały pojedyncze szklane soczewki.

W przypadku gdy przez soczewkę przebiega wiązka światła i ulega ona załamaniu, to podobnie jak w pryzmacie, zwłaszcza w przypadku „grubych" soczewek, może dojść do rozszczepienia światła na barwy podstawowe. Każda z barw ma inne ognisko - nie ma zatem jednego punktu, w którym zbiegają się wszystkie promienie świetlne. W rezultacie możemy zauważyć kolorową obwódkę wokół obserwowanych przedmiotów oraz odczuć utratę ostrości widzenia ich obrazu.

Zjawisko, o którym mowa powyżej, nazywamy aberracją chromatyczną. Wpływa ona na jakość obrazu zarówno przy obserwacjach astronomicznych wykonywanych przy zastosowaniu prostych teleskopów, jak i na proces powstawania zwykłych zdjęć, gdyż aparaty fotograficzne wyposażone są w plastikowe lub szklane obiektywy. Efekt ten można skorygować, używając układu odpowiednio dobranych soczewek (układu achromatycznego) zamiast pojedynczych soczewek.

Pryzmat to bryła z materiału optycznie przezroczystego (zwykle ze szkła), będąca graniastosłupem o podstawie trójkąta.

Światło przechodząc przez pryzmat ulega podwójnemu załamaniu, po raz pierwszy na granicy ośrodków powietrze-szkło (przy wejściu do pryzmatu), po raz drugi na granicy szkło-powietrze (przy wyjściu z pryzmatu).

Widmo światła białego jest to zestaw kolorów od fioletowego do czerwonego, płynnie przechodzących jeden w drugi, będący wynikiem rozszczepienia wiązki światła białego.

Światło białe jest mieszaniną barw.

Podczas przejścia przez pryzmat największemu załamaniu ulega światło fioletowe, a najmniejszemu - czerwone.

Aberracja chromatyczna to wada soczewki spowodowana rozszczepieniem światła białego na barwy składowe, przez co każda z barw posiada własne ognisko, leżące w różnej odległości od soczewki.

- wada soczewki spowodowana rozszczepieniem światła białego na barwy składowe, przez co każda z barw posiada ognisko leżące w różnej odległości od soczewki.

- bryła z materiału optycznie przezroczystego (zwykle ze szkła), będąca graniastosłupem o podstawie trójkąta.

Gdy zachodzi aberracja chromatyczna, które z ognisk znajduje się bliżej soczewki - światła czerwonego czy światła fioletowego? Uzasadnij odpowiedź.

# data[].attributes.attachment_link.title
Zjawisko rozszczepienia światła. Światło białe jako mieszanina barw

# data[].attributes.attachment_link.description
Zapewne obserwowaliście już zjawisko powstawania na niebie wielobarwnego łuku - tęczy. Jeśli nie, to może widzieliście, jak mienią się barwami krople rosy w słoneczny poranek. Jeśli nie lubicie deszczu i nie jeście zwolennikami porannego wstawania, postawcie szklankę gazowanej wody mineralnej, tak aby oświetlały ją promienie słoneczne.

# data[].attributes.headline
Podsumowanie wiadomości o pracy, mocy i energii - lekcja

# data[].attributes.subject
Podsumowanie wiadomości o pracy, mocy i energii - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W tym dziale poznaliście pojęcia i definicje takich wielkości fizycznych, jak: praca, moc, energia mechaniczna, ciepło, energia wewnętrzna, ciepło właściwe, ciepło topnienia, ciepło parowania. Znacie już też jedną z fundamentalnych zasad przyrody - zasadę zachowania energii i jej zastosowanie zarówno w odniesieniu do energii mechanicznej, jak i energii wewnętrznej ciał. Na lekcjach analizowaliście przemiany energii w różnych procesach i urządzeniach. Zaznajomiliście się też z zasadami działania maszyn prostych i przykładami ich praktycznego wykorzystania.

1. Znaczenie słowa praca w języku potocznym nie pokrywa się z jego znaczeniem w języku fizyki.

2. W języku fizyki praca to zdefiniowana wielkość, będąca iloczynem siły i przemieszczenia , jeśli kierunki siły i przemieszczenia są takie same; w takiej sytuacji możemy ją wyrazić wzorem:

3. Praca siły prostopadłej do przemieszczenia ma wartość zero.

1. zmierzyć ilość energii dostarczonej do wybranej ilości wody;

2. zmierzyć masę wody;

3. zmierzyć zmianę temperatury, będącą skutkiem dostarczania energii do wody.

Moc informuje nas, jaka jest szybkość wykonywanej pracy lub inaczej - ile pracy wykonywano w jednostce czasu.

1. Aby stopić ciało stałe, należy dostarczyć mu energii, a aby zestalić ciecz - pobrać od niej energię.

2. Ciepło topnienia (krzepnięcia) to ilość energii, jaką należy dostarczyć (odebrać), aby stopić (zestalić) 1 kilogram danej substancji. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju substancji. Jednostką ciepła topnienia w układzie SI jest .

1. Parowanie cieczy oraz wrzenie (parowanie w całej objętości cieczy) wymaga dostarczania energii do cieczy, natomiast skraplanie wymaga odbierania energii od substancji w fazie gazowej.

2. Ciepło parowania (skraplania) to ilość energii, jaką należy dostarczyć (odprowadzić), aby odparować (skroplić) 1 kilogram danej substancji. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju substancji. Jednostką ciepła parowania w układzie SI jest .

1. Topnienie, parowanie i sublimacja to zmiany stanu skupienia, które wymagają dostarczania energii do substancji.

2. Dostarczona energia powoduje wzrost energii wewnętrznej ciała związany ze zmianą struktury wewnętrznej tej substancji - rośnie energia potencjalna wynikająca z oddziaływań wzajemnych atomów i cząsteczek.

3. Krzepnięcie, skraplanie i resublimacja to zmiany stanu skupienia, które wymagają oddawania energii przez substancję.

4. Oddana energia powoduje zmniejszenie energii wewnętrznej ciała i wiąże się ze zmianą struktury wewnętrznej substancji - maleje energia potencjalna wynikająca z oddziaływań wzajemnych atomów i cząsteczek.

Oblicz, z jaką mocą pracuje silnik dźwigu, jeśli działając siłą 7 000 N, podnosi skrzynię na wysokość 15 metrów w ciągu 3 minut?

Oblicz, o ile dżuli wzrośnie energia potencjalna grawitacji kamienia wtoczonego przez Syzyfa na górę o wysokości 200 metrów? Masa kamienia wynosi 100 kg.

Bryłka ołowiu znajdująca się na bardzo dużej wysokości ma energię potencjalną 500 J. Spadając na ziemię, rozpędza się i tuż nad ziemią ma energię kinetyczną 400 J. Co stało się z pozostałą częścią energii? Po czym można byłoby poznać, co stało się z brakującą częścią bilansu energetycznego ciała? Odpowiedź uzasadnij.

* Oblicz ilość (masę) pary wodnej znajdującej się w powietrzu mieszkania, jaka musi ulec skropleniu, aby ogrzać powietrze w tym mieszkaniu o 10˚C. Masa powietrza zawartego w mieszkaniu wynosi 150 kg. Ciepło parowania wody znajdź w tablicach.

1. Maszyny proste to urządzenia ułatwiające wykonanie pracy. Należy podkreślić, że nie zmniejszają one wykonanej pracy, ale pozwalają wykonać pracę z użyciem mniejszej siły.

2. Przykładami maszyn prostych są:

dźwignia jednostronna dźwignia jednostronna - sztywny pręt podparty w jednym punkcie, do którego siły są przyłożone po jednej stronie punktu podparcia;

- sztywny pręt podparty w jednym punkcie, do którego siły są przyłożone po obu stronach punktu podparcia;

blok nieruchomy (rodzaj dźwigni dwustronnej) - to koło zamocowane na osi, przez które przerzucono linę. Ponieważ ramiona obu sił są takie same (ich wartość jest równa promieniowi koła), to również siły po obu stronach osi obrotu mają taką samą wartość. Użycie bloku nieruchomego pozwala zmienić kierunek siły działania;

- maszyna prosta będąca walcem o promieniu z umocowaną na jego końcu korbą o ramieniu . Osią obrotu kołowrotu jest jego oś symetrii. Na kołowrót jest nawinięta lina, której jeden koniec jest przymocowany do kołowrotu, a na drugi działa siła obciążająca . Wprawiająca w ruch siła działa prostopadle do ramienia korby i jest równa: .

1. Energię posiada ciało lub układ ciał, które mają zdolność do wykonania pracy. Może ona występować w różnych formach, np. energia elektryczna, energia cieplna, energia chemiczna, energia mechaniczna.

2. Jednostką energii jest dżul.

3. Energia ciała może się zmieniać. Gdy ciało wykonuje pracę, jego energia maleje, a podczas gdy siły zewnętrzne wykonują pracę nad ciałem - jego energia wzrasta o wartość wykonanej pracy.

4. Energia mechaniczna jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej.

1. Energia potencjalna jest jedną z form energii mechanicznej. Posiadają ją ciała, które oddziałują ze sobą (przyciągają się lub odpychają), a jej wartość zależy od położenia tych ciał względem siebie. Jeśli między ciałami działa siła grawitacji - mówimy o energii potencjalnej grawitacji.

2. Energia potencjalna grawitacji to energia układu ciał oddziałujących siłami grawitacyjnymi. Wartość tej energii zależy od masy ciał oraz od odległości między nimi; rośnie, gdy zwiększa się odległość między oddziałującymi ciałami oraz jest większa w przypadku ciał o większej masie.

3. Wartość grawitacyjnej energii potencjalnej dla ciała o masie znajdującego się w pobliżu powierzchni Ziemi obliczamy ze wzoru:
,
gdzie oznacza wysokość ponad pewien umownie przyjęty poziom (gdy energia potencjalna ciała jest równa zero).
Oznacza to, że wartość energii potencjalnej grawitacji zależy od wyboru poziomu, względem którego ją obliczamy. Ponieważ oddziaływanie Ziemi słabnie ze wzrostem odległości od niej, zależność ta jest prawdziwa blisko powierzchni Ziemi.

4. Przyrost energii potencjalnej grawitacji nie zależy od wyboru poziomu odniesienia i jest wprost proporcjonalny do masy ciała i zmiany wysokości.

5. Energia potencjalna sprężystości to energia zgromadzona w ciałach odkształconych sprężyście. Odkształconych to znaczy rozciągniętych, ściśniętych, wygiętych lub skręconych. Wartość tej energii jest wprost proporcjonalna do kwadratu odkształcenia oraz zależy od właściwości sprężystych odkształcanego ciała. Zawsze jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby odkształcić ciało.

1. Energia kinetyczna to jedna z form energii mechanicznej. Posiadają ją ciała będące w ruchu i zależy ona od masy ciała oraz wartości jego prędkości.

2. Energia kinetyczna ciała równa jest pracy, jaką trzeba wykonać, aby ciało o masie m rozpędzić do prędkości v (lub zatrzymać ciało będące w ruchu).

3. Energia kinetyczna ciała jest wprost proporcjonalna do masy ciała; to znaczy, że na przykład trzykrotne zwiększenie masy ciała powoduje trzykrotny wzrost jego energii kinetycznej (przy niezmienionej prędkości).

4. Energia kinetyczna ciała jest proporcjonalna do kwadratu prędkości, co oznacza, że na przykład trzykrotny wzrost prędkości powoduje aż dziewięciokrotny wzrost jego energii kinetycznej (przy stałej masie ciała).

5. Wartość energii kinetycznej zależy od układu odniesienia, ponieważ prędkość ciała zależy od układu odniesienia.

6. Ciała o różnych masach mogą mieć takie same energie kinetyczne, jeśli mają różne prędkości. Ciało o masie np. 100 razy mniejszej osiągnie taką samą energię kinetyczną jak ciało masywniejsze, jeśli jego prędkość będzie 10 razy większa.

1. Zasada zachowania energii mechanicznej ma charakter empiryczny, to znaczy, że została sformułowana jako wniosek z bardzo wielu doświadczeń.

2. Zasada zachowania energii mechanicznej ma duże znaczenie praktyczne, ponieważ pozwala w łatwy i prosty sposób obliczyć lub przynajmniej oszacować niektóre wielkości opisujące stan układu ciał w różnych procesach.

1. Temperatura jest wielkością opisującą stan cieplny ciała i jest miarą stopnia jego nagrzania. Mierzymy ją w stopniach Celsjusza lub kelwinach.

2. Temperatura związana jest ze średnią energią kinetyczną atomów i cząsteczek - dwa ciała mają taką samą temperaturę, jeśli średnia energia kinetyczna ich atomów lub cząsteczek jest taka sama.

3. Temperatura to nie to samo co ciepło, które jest jedną z form przekazywania energii.

4. W skali Kelvina (zwanej też bezwzględną skalą temperatur) temperatura jest wprost proporcjonalna do średniej energii kinetycznej atomów lub cząsteczek.

5. Zero kelwinów (zero bezwzględne temperatur) to najniższa wartość temperatury, w której ustaje ruch termiczny atomów i cząsteczek; ich energia kinetyczna byłaby wówczas równa zeru.

6. Temperaturę odczytaną w stopniach Celsjusza przeliczamy na kelwiny, dodając liczbę 273:

7. Różnica temperatur ma taką samą wartość zarówno w skali Celsjusza, jak i w skali bezwzględnej.

1. Praca sił tarcia zamienia energię kinetyczną ciała na jego energię wewnętrzną.

2. Energia wewnętrzna ciała to suma energii kinetycznych i potencjalnych wszystkich atomów i cząsteczek tworzących to ciało.

3. Wartość energii wewnętrznej zależy od:

liczby atomów i cząsteczek tworzących ciało - więcej cząsteczek to więcej składników sumy;

temperatury ciała - wyższa temperatura to większa wartość średniej energii kinetycznej cząsteczek;

rodzaju substancji i stanu jej skupienia - wielkość energii potencjalnej pochodzącej od oddziaływań międzycząsteczkowych zmienia się wraz ze stanem skupienia i jest różna dla różnych substancji.

4. Pierwsza zasada termodynamiki głosi, że zmiany energii wewnętrznej ciała wywoływane są pracą oraz przepływem energii cieplnej. Całkowita zmiana energii wewnętrznej jest sumą zmian wywołanych pracą i wymianą ciepła z otoczeniem:
gdzie:
- zmiana energii wewnętrznej;
- praca;
- ciepło.

1. Przewodnictwo cieplne polega na przekazywaniu energii pomiędzy częściami ciała, których temperatury są różne. Ze zjawiskiem tym mamy do czynienia, gdy wydzieloną część ciała podgrzejemy. Po pewnym czasie, dzięki przekazywaniu energii, temperatura ciała wyrówna się.

2. Wielkością przenoszoną w procesie przewodnictwa jest ciepło, a zjawisko zachodzi dzięki różnicy temperatur.

3. Mechanizm przewodnictwa cieplnego oparty jest na bezpośrednim przekazywaniu energii kinetycznej między cząsteczkami lub atomami materii.

4. Ze względu na zdolność transportowania energii wewnętrznej substancje dzielimy na:

5. Najlepszymi przewodnikami ciepła są: metale (również ciekłe), grafit, diament.

6. Dobrymi izolatorami ciepła są: gazy, pierze, wata szklana, korek, styropian, futro.

1. Konwekcja to proces przekazywania energii wewnętrznej przenoszonej przez poruszające się gaz lub ciecz.

2. Konwekcja swobodna - przyczyną ruchu gazu lub cieczy są różnice gęstości obszarów o różnej temperaturze.

Ciepło właściwe to ilość energii potrzebna do ogrzania 1 kilograma substancji o jeden stopień Celsjusza (o jeden kelwin). Jest to wielkość charakteryzująca daną substancję. Jednostką ciepła właściwego w układzie SI jest .

Aby wyznaczyć ciepło właściwe wody, musimy wykonać następujące działania:

Ad 1. Do tego działania najwygodniej jest użyć źródła ciepła o znanej mocy (najlepiej czajnika lub grzałki elektrycznej) i zmierzyć czas jego pracy . W urządzeniach tych cała energia elektryczna zamieniana jest na ciepło.
Ad 2. Masę wody możemy wyznaczyć, używając wagi lub mierząc jej objętość - w tym przypadku korzystamy ze znajomości gęstości wody.
Ad 3. Termometrem możemy zmierzyć temperaturę początkową wody, a ogrzewając wodę do momentu rozpoczęcia wrzenia, uznajemy, że temperatura końcowa wody osiągnęła wartość . Nie mierzymy tej temperatury termometrem, głównie ze względów bezpieczeństwa.

# data[].attributes.attachment_link.title
Podsumowanie wiadomości o pracy, mocy i energii

# data[].attributes.attachment_link.description
W tym dziale poznaliście pojęcia i definicje takich wielkości fizycznych, jak: praca, moc, energia mechaniczna, ciepło, energia wewnętrzna, ciepło właściwe, ciepło topnienia, ciepło parowania. Znacie już też jedną z fundamentalnych zasad przyrody - zasadę zachowania energii i jej zastosowanie zarówno w odniesieniu do energii mechanicznej, jak i energii wewnętrznej ciał.

# data[].attributes.headline
Podsumowanie wiadomości z optyki - lekcja

# data[].attributes.subject
Podsumowanie wiadomości z optyki - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W tym dziale przedstawiliśmy wybrane zagadnienia związane ze światłem. Pokazaliśmy, że w ośrodkach jednorodnych światło rozchodzi się po liniach prostych. Świadczy o tym powstawanie cienia i półcienia. Omówiliśmy zjawisko odbicia światła od różnych zwierciadeł, pokazaliśmy, jak powstają obrazy w zwierciadłach i czym się te obrazy charakteryzują. Opisaliśmy zjawisko załamania światła i zaprezentowaliśmy podstawowe przyrządy, w których to zjawisko jest wykorzystywane: pryzmaty i soczewki. Nauczyliśmy cię konstruowania obrazów w soczewkach oraz podaliśmy przykłady zastosowania soczewek do korygowania niektórych wad ludzkiego wzroku. Zapoznaliśmy cię z pięknym, barwnym zjawiskiem rozszczepienia światła białego.

1. Abyśmy mogli cokolwiek zobaczyć, światło musi dotrzeć do naszego oka i wywołać wrażenie wzrokowe. Światło to może pochodzić bezpośrednio ze źródła światła. Widzimy także przedmioty, od których światło się odbiło.

2. Źródłem światła jest każde ciało emitujące promieniowanie świetlne.

3. Znane nam źródła światła możemy podzielić na dwie grupy:

1. naturalne źródła światła (gwiazdy, świetliki, niektóre stworzenia morskie, wyładowania atmosferyczne);

2. sztuczne źródła światła (żarówki elektryczne, neony, diody LED).

4. Źródła światła mogą być punktowe i rozciągłe.

5. Punktowe źródło światła to takie, którego rozmiary są wielokrotnie mniejsze od odległości dzielącej to źródło od oświetlanego przedmiotu. Wówczas, niezależnie od fizycznych rozmiarów i kształtu źródła światła, przy opisie sposobu padania promieni świetlnych na oświetlany przedmiot można założyć, że wychodzą one z jednego punktu.

6. Rozciągłe źródła światła to takie, w przypadku których proporcje pomiędzy rozmiarami powierzchni świecącej i odległością źródła światła od oświetlanego przedmiotu sprawiają, że rozmiary i kształt źródła światła mają wpływ na sposób oświetlania badanego przedmiotu. Mówimy, że w przypadku rozciągłych źródeł światła nie wolno pomijać rozmiarów i kształtu powierzchni świecącej przy opisie sposobu padania promieni świetlnych na oświetlany przedmiot.

7. Nie wszystkie obiekty, które wydają się emitować światło, są jego źródłami. Obiekty tego typu świecą światłem odbitym. Między innymi zaliczamy do nich Księżyc i planety, które nie emitują światła, jedynie odbijają światło słoneczne.

1. Obrazy rzeczywiste powstają w miejscu przecięcia się promieni załamanych. Zdarza się jednak, że promienie załamane są rozbieżne. Jeśli ich przedłużenia przecinają się, powstaje obraz pozorny. W przypadku gdy promienie załamane są w stosunku do siebie równoległe, obraz w ogóle nie powstanie.

2. W przypadku soczewki rozpraszającej konstrukcja obrazu wygląda inaczej w porównaniu z soczewkami skupiającymi. Wiązka promieni równoległych padających na soczewkę po jej opuszczeniu jest zawsze rozbieżna. Przecięciu ulegają wówczas przedłużenia promieni załamanych w punkcie leżącym na osi optycznej, nazywanym ogniskiem pozornym.

3. W celu przeprowadzenia konstrukcji obrazu w soczewce rozpraszającej zwykle wystarczą dwa promienie:

1. promień padający równolegle do osi optycznej - po przejściu przez soczewkę jego przedłużenie przechodzi przez ognisko pozorne;

2. promień przechodzący przez środek soczewki - po przejściu przez soczewkę jego kierunek (tor) nie ulega zmianie.

4. W soczewkach rozpraszających powstały obraz jest zawsze prosty, pomniejszony i pozorny.

1. Podstawowym organem narządu wzroku jest oko, w którym niezwykle ważną rolę pełni soczewka. Promienie światła po przejściu przez rogówkę padają na soczewkę skupiającą, która tworzy na siatkówce oka obraz pomniejszony, odwrócony i rzeczywisty.

2. Oko ludzkie ma zdolność akomodacji, czyli zdolność dopasowania oka do odległości w jakiej znajduje się oglądany przedmiot. Dzieje się tak dzięki zmianom kształtu soczewki.

3. Odległość dobrego widzenia dla oka ludzkiego pozbawionego wady wzroku wynosi około 25 cm.

4. Najczęściej spotykane wady wzroku to krótko- i dalekowzroczność.

1. Krótkowzroczność to wada związana z zaburzeniem załamania światła przez soczewkę (zbyt wypukłą) lub oddaleniem się siatkówki od soczewki (wydłużona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje przed siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako niewyraźny i zatarty.

2. Do korekty tej wady stosuje się soczewki rozpraszające.

1. Dalekowzroczność (nadwzroczność) to wada związana z zaburzeniem załamania światła przez soczewkę (za bardzo spłaszczoną) lub zbyt dużym zbliżeniem się soczewki do siatkówki (skrócona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje za siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako nieostry.

2. Do korekty tej wady wzroku stosuje się soczewki skupiające.

1. Pryzmat to bryła przezroczysta (wykonana zwykle ze szkła), będąca graniastosłupem o podstawie trójkąta.

2. Światło przechodząc przez pryzmat ulega dwukrotnemu załamaniu, po raz pierwszy na granicy ośrodków powietrze-szkło (przy wejściu do pryzmatu), po raz drugi na granicy szkło-powietrze (przy wyjściu z pryzmatu).

3. Światło białe podczas przejścia przez pryzmat ulega rozszczepieniu, tworząc tak zwane widmo światła białego. Jest to zestaw kolorów od fioletowego do czerwonego, płynnie przechodzących jeden w drugi.

4. Podczas przejścia przez pryzmat największemu odchyleniu od pierwotnego kierunku ulega światło fioletowe, a najmniejszemu - czerwone.

5. Światło białe jest mieszaniną barw. Ponowne połączenie wszystkich barw występujących w widmie daje światło białe.

1. Światło białe jest mieszaniną światła o różnych barwach: od fioletu przez niebieski, zielony, żółty, pomarańczowy do czerwonego;

2. Światło lasera jest światłem jednobarwnym - to znaczy, że po przejściu przez pryzmat nie ulega rozszczepieniu.

1. Światło w próżni rozchodzi się z prędkością o wartości około 300 tysięcy kilometrów na sekundę.

2. Jest to największa prędkość, z jaką można w przyrodzie przesyłać informację.

3. W ośrodkach materialnych szybkość światła jest mniejsza i różna dla różnych ośrodków. Na przykład w szkle jest półtora razy mniejsza niż w próżni.

1. W ośrodku jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo.

2. Linię, wzdłuż której rozchodzi się światło, nazywamy promieniem świetlnym.

3. Obszar cienia to obszar, do którego nie dochodzą promienie świetlne przesłonięte przez nieprzezroczysty przedmiot. Z obszaru cienia nie widać źródła światła.

4. Półcień powstaje zawsze, gdy nieprzezroczysty przedmiot jest oświetlany rozciągłym źródłem światła lub gdy przedmiot oświetlany jest kilkoma źródłami punktowymi. Z obszaru półcienia widać częściowo źródło światła.

1. Gdy światło pada na granicę dwóch ośrodków, ulega odbiciu.

2. Kąt pomiędzy kierunkiem promienia padającego a prostopadłą do powierzchni w punkcie padania nazywamy kątem padania.

3. Kąt odbicia to kąt pomiędzy prostopadłą do powierzchni w punkcie odbicia światła a kierunkiem promienia odbitego.

4. Prawo odbicia: kąt odbicia jest równy kątowi padania, a promień padający i promień odbity oraz prostopadła do powierzchni zwierciadła leżą w tej samej płaszczyźnie.

5. Zwierciadła są powierzchniami odbijającymi, wykonanymi zwykle z metalu lub szkła pokrytego warstwą aluminium lub srebra.

6. Jeśli równoległa wiązka promieni światła pada na zwierciadło płaskie, to po odbiciu pozostaje równoległa. Jednak gdy powierzchnia zwierciadła nie jest wystarczająco gładka, wiązka odbita ulega rozproszeniu. Kierunki promieni odbitych przestają być równoległe, stają się przypadkowe i rozbieżne.

1. Zwierciadła płaskie są płaskimi powierzchniami odbijającymi promienie świetlne, wykonanymi zwykle z metalu lub szkła pokrytego dodatkową warstwą aluminium lub srebra.

2. Obraz utworzony w zwierciadle płaskim jest prosty i pozorny. Obraz prosty oznacza taki, który w stosunku do przedmiotu nie jest odwrócony. Obraz pozorny powstaje za zwierciadłem w miejscu, gdzie przecinają się przedłużenia promieni odbitych. Promienie nie wychodzą naprawdę z tego punktu, ale wydaje się, jakby z niego wychodziły. Obserwator widzi obraz punktu dokładnie w tym miejscu.

3. Zwierciadła płaskie znalazły szerokie zastosowanie jako istotne elementy instrumentów optycznych, począwszy od lusterek samochodowych, luster, na aparatach fotograficznych lub laserach kończąc.

1. Zwierciadło kuliste wklęsłe jest zwierciadłem, którego powierzchnia odbijająca jest wewnętrzną częścią kuli.

2. Układ optyczny zwierciadła kulistego (sferycznego) wklęsłego opisują:

1. oś optyczna - prosta przechodząca przez środek krzywizny zwierciadła, czyli przez środek sfery, z którego powstało, łącząca środek krzywizny zwierciadła z jego wierzchołkiem;

2. promień krzywizny zwierciadła - promień kuli, której część wewnętrzna jest powierzchnią odbijającą zwierciadła;

3. ognisko zwierciadła - punkt leżący na osi optycznej, w którym po odbiciu skupiają się promienie padające na zwierciadło równolegle do osi optycznej;

4. ogniskowa - długość odcinka łączącego ognisko z powierzchnią zwierciadła.

3. Jednostką ogniskowej () w układzie SI jest metr.

4. Zwierciadła wklęsłe znalazły zastosowanie jako reflektory w lampach samochodowych, latarkach, antenach i teleskopach astronomicznych.

1. W celu konstrukcji obrazu, między innymi w zwierciadłach, posługujemy się promieniami, których bieg można łatwo przewidzieć. W zwierciadle kulistym wklęsłym będą to:

1. Promień równoległy do osi optycznej, który po odbiciu przechodzi przez ognisko zwierciadła (F). Wynika to z definicji ogniska.

2. Promień biegnący wzdłuż promienia krzywizny zwierciadła, przechodzący przez środek krzywizny zwierciadła O; po odbiciu powraca tym samym torem, którym przybył. Wynika to z tego, że promień kuli jest prostopadły do jej powierzchni.

3. Promień przechodzący przez ognisko zwierciadła (F) po odbiciu opuszcza zwierciadło torem równoległym do osi optycznej. Wynika to z definicji ogniska.

2. Cechy obrazów powstałych w zwierciadle kulistym można analizować ze względu na położenie przedmiotu i położenie obrazu.

1. Zjawisko zmiany kierunku rozchodzenia się światła na granicy dwóch ośrodków przezroczystych nazywamy załamaniem światła.

2. Kąt pomiędzy kierunkiem promienia padającego a prostopadłą do powierzchni granicznej (normalną) w punkcie padania nazywamy kątem padania.

3. Kąt załamania to kąt pomiędzy prostopadłą do powierzchni granicznej (normalną) w punkcie załamania światła a kierunkiem promienia załamanego.

4. Promień padający, prostopadła (normalna) i promień załamany leżą w jednej płaszczyźnie.

5. Przyczyną zjawiska załamania jest zmiana prędkości rozchodzenia się światła przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego. Jeżeli prędkość rozchodzenia się światła w pierwszym ośrodku jest większa niż w tym, do którego światło przechodzi, wówczas kąt padania () jest większy od kąta załamania ().

6. Jeżeli prędkość rozchodzenia się światła w pierwszym ośrodku jest mniejsza niż w drugim, wówczas kąt padania () jest mniejszy od kąta załamania ().

7. W przypadku gdy kąt padania promienia światła na granicę dwóch ośrodków wynosi , mimo tego, że prędkości rozchodzenia się światła są różne, kierunek jego biegu nie ulega zmianie.

8. Przy przejściu z ośrodka, w którym prędkość rozchodzenia się światła jest mniejsza, do ośrodka, w którym prędkość światła jest większa, może dojść do zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia. Zwiększaniu kąta padania towarzyszy jednoczesny wzrost kąta załamania. Przy wartościach kątów padania większych od pewnego kąta, zwanego kątem granicznym (), promienie światła przestają przechodzić do drugiego ośrodka i ulegają całkowitemu wewnętrznemu odbiciu.

1. Soczewka to ciało przezroczyste ograniczone powierzchniami kulistymi, parabolicznymi lub walcowymi.

2. Soczewki mogą zarówno skupiać, jak i rozpraszać światło. Odpowiednio nazywamy je soczewkami skupiającymi i rozpraszającymi.

3. Soczewki znalazły szerokie zastosowanie w układach optycznych takich przyrządów, jak:

4. Ogniskiem soczewki skupiającej nazywamy punkt, w którym po przejściu przez soczewkę przecinają się wszystkie promienie światła, które padały na nią równoległe do osi optycznej.

1. W przypadku gdy musimy skonstruować obraz powstający z wykorzystaniem soczewek skupiających, zwykle wybieramy dwa z trzech wymienionych poniżej promieni, których bieg łatwo jest przewidzieć:

1. promień równoległy do osi optycznej - po przejściu przez soczewkę przechodzi przez ognisko;

2. promień przechodzący przez ognisko - po przejściu przez soczewkę wychodzi równoległy do osi optycznej;

3. promień przechodzący przez środek soczewki - po przejściu przez soczewkę nie zmienia kierunku (nie ulega odchyleniu).

2. Cechy obrazu powstałego w soczewkach skupiających zależą od odległości przedmiotu od soczewki i zostały zebrane w tabeli poniżej.

odwrócony, rzeczywisty, pomniejszony

odwrócony, rzeczywisty, tej samej wielkości co przedmiot

odwrócony, rzeczywisty, powiększony

promienie po przejściu przez soczewkę są w stosunku do siebie równoległe

obraz powstaje po tej samej stronie soczewki, po której znajduje się przedmiot

prosty, pozorny, powiększony

# data[].attributes.attachment_link.description
W tym dziale przedstawiliśmy wybrane zagadnienia związane ze światłem. Pokazaliśmy, że w ośrodkach jednorodnych światło rozchodzi się po liniach prostych. Świadczy o tym powstawanie cienia i półcienia. Omówiliśmy zjawisko odbicia światła od różnych zwierciadeł, pokazaliśmy, jak powstają obrazy w zwierciadłach i czym się te obrazy charakteryzują.

# data[].attributes.headline
Stosowanie zależności między okresem i częstotliwością oraz prędkością i długością fal w obliczeniach - lekcja

# data[].attributes.subject
Stosowanie zależności między okresem i częstotliwością oraz prędkością i długością fal w obliczeniach - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
W filmach o życiu Indian często widzimy scenę, w której indiański wojownik przykłada ucho do ziemi i na tej podstawie ocenia odległość, w jakiej znajdują się inni jeźdźcy (najczęściej wrogowie). Czy pozyskiwanie informacji w ten sposób ma coś wspólnego ze znajomością fizyki?

W ośrodku jednorodnym fala rozchodzi się ze stałą prędkością, czyli ruchem jednostajnym.

Prędkość fali nie zależy ani od jej częstotliwości, ani od amplitudy fali, tylko od rodzaju (właściwości) ośrodka.

Gdy fala przechodzi z jednego ośrodka do drugiego, to nie zmienia się jej częstotliwość, tylko prędkość i długość.

podać definicję fali oraz definicje takich wielkości jak: amplituda, okres i częstotliwość, prędkość i długość fali;

opisać falę, posługując się tymi wielkościami;

zapisać wzory podające zależności między tymi wielkościami.

Fale na jeziorze.
Siedzący na pomoście chłopak obserwował łódkę wędkarza tkwiącą nieopodal w pewnym miejscu jeziora. Stwierdził, że regularnie co 2 sekundy łódź unosi się do góry, w miarę jak docierają do niej kolejne grzbiety fali rozchodzącej się po powierzchni jeziora. Przyglądając się fali tuż przy pomoście, zmierzył odległość między grzbietami fali - wynosiła ona 1,5 metra. Za pomocą danych z obserwacji tego chłopaka oblicz prędkość rozchodzenia się fal po powierzchni jeziora.
Analiza zadania:

1. odległość między grzbietami fali, to długość fali; oznaczamy ją grecką literą λ;

2. przedział czasu upływający między kolejnymi uniesieniami łódki w górę to okres fali oznaczany literą T; w czasie równym okresowi fala przebywa drogę równą swojej długości;

3. fale rozchodzą się po powierzchni jeziora ruchem jednostajnym.

Odpowiedź:
Fala obserwowana przez chłopca rozchodziła się po powierzchni jeziora z prędkością 0,75 m/s.

Na podstawie opisanego powyżej przykładu z Indianinem powiedz, czy wspomniany we wstępie filmowy Indianin korzysta ze znajomości fizyki podczas śledzenia ruchów przeciwnika?

- urządzenie wykorzystujące fale dźwiękowe i ultradźwiękowe do pomiaru odległości, prędkości i wykrywania kształtu obiektów zanurzonych w wodzie, pływających po powierzchni wody lub będących powietrzu. Działanie polega na wysyłaniu fali w kierunku badanego obiektu, a następnie rejestrowaniu i analizowaniu cech fali odbitej od badanego obiektu; nazwa jest skrótem angielskiego określenia „SOund Navigation And Ranging" (tłum. nawigacja dźwiękowa i pomiar odległości).

# data[].attributes.attachment_link.title
Stosowanie zależności między okresem i częstotliwością oraz prędkością i długością fal w obliczeniach

# data[].attributes.attachment_link.description
W filmach o życiu Indian często widzimy scenę, w której indiański wojownik przykłada ucho do ziemi i na tej podstawie ocenia odległość, w jakiej znajdują się inni jeźdźcy (najczęściej wrogowie). Czy pozyskiwanie informacji w ten sposób ma coś wspólnego ze znajomością fizyki? W ośrodku jednorodnym fala rozchodzi się ze stałą prędkością, czyli ruchem jednostajnym.

# data[].attributes.headline
Ruch drgający prosty i wielkości go opisujące. Przykłady ruchu drgającego - lekcja

# data[].attributes.subject
Ruch drgający prosty i wielkości go opisujące. Przykłady ruchu drgającego - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Drgania występują podczas trzęsień Ziemi, drga huśtawka w parku, struna gitary i membrana głośnika. Co mają wspólnego te zjawiska?

opisać ruch ciała, posługując się pojęciem toru ruchu, drogi, prędkości;

mierzyć odległość oraz czas;

analizować wykresy położenia od czasu w ruchu jednostajnym i jednostajnie zmiennym.

definiować i opisywać ruch drgający;

posługiwać się pojęciem amplitudy drgań, okresu i częstotliwości drgań;

wskazywać położenie równowagi.

Aby lepiej wyjaśnić, czym jest ruch drgający, zaczniemy od przeprowadzenia pewnego doświadczenia.

Obserwacja ruchu ciężarka na sprężynie, ciężarka na nici, płaskiej sprężyny, wody w U‑rurce.

Co będzie potrzebne

dwa statywy z wyposażeniem;

stalowa lub ołowiana kulka z otworem lub haczykiem do mocowania nici;

mocna, nierozciągliwa nić;

płaska sprężyna (może być linijka lub brzeszczot piły do metalu);

imadełko lub inny mechanizm do zamocowania sprężyny płaskiej;

Instrukcja

1. Zamocuj kulkę na nici i zawieś na statywie. Odchyl kulkę od pionu i pozwól jej się wahać.

2. Jeden koniec sprężyny zawieś na statywie, a do drugiego zaczep ciężarek. Rozciągnij sprężynę, pociągając za ciężarek w dół, i puść go swobodnie.

3. Jeden koniec sprężyny płaskiej zamocuj w imadle, drugi pozostaw wolny. Prostopadle do długości sprężyny pociągnij za jej wolny koniec i puść - pozwól, aby wolny koniec sprężyny drgał.

4. Do U‑rurki wlej taką ilość wody, aby naczynie było w połowie wypełnione. Dmuchnij do jednego z ramion U‑rurki i obserwuj ruch powierzchni wody w jednym z ramion naczynia.

5. Obserwując ruchy wszystkich wymienionych wyżej obiektów, ustal, jakie wspólne cechy mają te ruchy.

Podsumowanie

Oto główne wspólne cechy obserwowanych ruchów:

1. Powtarzający się cyklicznie jeden fragment ruchu - nazywamy go jednym drgnieniem

2. Jeden punkt centralny, wokół którego ruch się odbywa - położenie równowagi O.

- największe wychylenie z położenia równowagi. Oznaczamy ją literą A i mierzymy w metrach (lub centymetrach, kilometrach).

- liczba pełnych drgań wykonanych w ciągu jednej sekundy. Oznaczamy ją literą f. Jednostką częstotliwości jest herc (symbol ). Nazwa jednostki pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka Heinricha Hertza.
Częstotliwość ma wartość , jeśli w czasie jednej sekundy zachodzi jedno pełne drganie:

- czas trwania jednego pełnego drgania. Oznaczamy go literą T i mierzymy w sekundach (lub minutach, godzinach).

1. - tak możemy nazwać kulkę na nici pod warunkiem, że masa kulki jest znacznie większa od masy nici (w podręcznikach fizyki często pisze się, że nić jest nieważka - czyli nic nie waży), a ponadto długość nici jest znacznie większa od średnicy kulki. Najlepsza jest kulka o rozmiarach punktu - nazywamy ją punktem materialnym. Ważne jest też, by nić nie zmieniała swojej długości podczas wahań kulki, czyli była nierozciągliwa.

2. Ciężarek na sprężynie - tutaj ważne jest, aby podczas drgań sprężyna rozciągała się tylko w zakresie odkształceń sprężystych, najlepiej jeśli masa ciężarka jest większa od masy sprężyny.

Taki ruch cykliczny w fizyce nazywa się ruchem drgającym. Znaczenie tego terminu jest szersze niż słowo drganie używane w języku ogólnym. Dla fizyka zarówno majestatyczne wahania zabytkowego żyrandola pod sufitem, czy huśtawki w parku, powtarzające się przypływy i odpływy oceanu, jak i ruch skorupy ziemskiej podczas trzęsienia ziemi czy wibracje stołu podczas pracy jakiejś maszyny są nazywane ruchem drgającym.

Oto definicje wielkości służących do opisu ruchu drgającego.

Okres drgań i częstotliwość drgań są ze sobą ściśle związane: częstotliwość jest odwrotnością okresu, czyli

Spośród pokazanych wcześniej przykładów ruchu drgającego należy wyróżnić dwa:

Te dwa przykłady wyróżniono, gdyż drgania ciężarka na sprężynie oraz ruch wahadła matematycznego to przykłady bardzo ważnego rodzaju drgań nazywanych lub drganiami harmonicznymi drganiami harmonicznymi .

Ruch drgający to jeden z najpowszechniejszych ruchów w przyrodzie: drgają atomy w nas i w całej otaczającej nas materii, drgają struny głosowe ludzi lub zwierząt wydających dźwięk, drgają membrany głośników. Na dodatek okazało się, że każdy ruch drgający (cykliczny) można przedstawić jako złożenie (sumę) skończonej lub nieskończonej liczby drgań harmonicznych.

Przeanalizujmy ruch wahadła matematycznego. Popatrzmy nań w bardzo zwolnionym tempie.

Rqx2MVeyy46F0 1

Animacja przedstawia ruch wahadła matematycznego. Tło białe. Na górze, po środku znajduje się ciemnoszary statyw, do którego przymocowano wahadło. Wahadło składa się z dużej, żółtej kuli zawieszonej na długim, ciemnoszarym sznurku. Kula jest przytrzymywana przez szary chwytak, który znajduje się po prawej stronie animacji, w taki sposób, że jest wychylona od środka i znajduje się blisko prawego górnego rogu animacji. Na animacji znajdują się oznaczenia trzech punktów: A z indeksem dolnym 1, A z indeksem dolnym 2 oraz O. Punkt A_1 znajduje się tuż pod kulką. Punkt A_2 znajduje się na tej samej wysokości, co punkt A_2, ale po lewej stronie animacji, natomiast punkt O znajduje się na dole animacji, pośrodku. W lewym dolnym rogu, w żółtej ramce, znajduje się legenda, gdzie narysowano pionową, zieloną strzałkę zwróconą w dół. Obok strzałki, z prawej strony umieszczono czarny napis „wektor prędkości. Po chwili chwyta puszcza kulkę, a ta zaczyna się wahać. Na kulce pojawia się zielona strzałka - wektor prędkości. Początkowo jest on bardzo krótki, ale zaczyna się stopniowo wydłużać. Zwrócony jest w stronę, w którą porusza się kulka zawieszona na wahadle. Wektor jest najdłuższy, gdy kulka znajduje się nad punktem O. Wtedy jest równoległy do poziomej krawędzi animacji. Gdy kula mija punkt O, zbliża się do punktu A_2. Wektor w tym czasie skraca się, bo na moment, w punkcie A_2 zniknąć zupełnie (kula się „zatrzymuje", a następnie wraca z powrotem do punktu O (wektor w tym czasie wydłuża się), by znów wrócić do punktu A_1. Całość ukazana jest w zwolnionym tempie. W ostatniej scenie pokazano wahania kulki w normalnym tempie.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni skip_next Następny repeat Powtórz

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Animacja przedstawia ruch wahadła matematycznego. Tło białe. Na górze, po środku znajduje się ciemnoszary statyw, do którego przymocowano wahadło. Wahadło składa się z dużej, żółtej kuli zawieszonej na długim, ciemnoszarym sznurku. Kula jest przytrzymywana przez szary chwytak, który znajduje się po prawej stronie animacji, w taki sposób, że jest wychylona od środka i znajduje się blisko prawego górnego rogu animacji. Na animacji znajdują się oznaczenia trzech punktów: A z indeksem dolnym 1, A z indeksem dolnym 2 oraz O. Punkt A_1 znajduje się tuż pod kulką. Punkt A_2 znajduje się na tej samej wysokości, co punkt A_2, ale po lewej stronie animacji, natomiast punkt O znajduje się na dole animacji, pośrodku. W lewym dolnym rogu, w żółtej ramce, znajduje się legenda, gdzie narysowano pionową, zieloną strzałkę zwróconą w dół. Obok strzałki, z prawej strony umieszczono czarny napis „wektor prędkości. Po chwili chwyta puszcza kulkę, a ta zaczyna się wahać. Na kulce pojawia się zielona strzałka - wektor prędkości. Początkowo jest on bardzo krótki, ale zaczyna się stopniowo wydłużać. Zwrócony jest w stronę, w którą porusza się kulka zawieszona na wahadle. Wektor jest najdłuższy, gdy kulka znajduje się nad punktem O. Wtedy jest równoległy do poziomej krawędzi animacji. Gdy kula mija punkt O, zbliża się do punktu A_2. Wektor w tym czasie skraca się, bo na moment, w punkcie A_2 zniknąć zupełnie (kula się „zatrzymuje", a następnie wraca z powrotem do punktu O (wektor w tym czasie wydłuża się), by znów wrócić do punktu A_1. Całość ukazana jest w zwolnionym tempie. W ostatniej scenie pokazano wahania kulki w normalnym tempie.

Sporządzenie wykresu zależności położenia od czasu w ruchu drgającym.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Odetnij dno plastikowej butelki, a w odległości około 1 cm od powstałej po odcięciu krawędzi wytnij dwa leżące naprzeciw siebie otwory.

2. W nakrętce wykonaj mały otwór. Powinien być tak dobrany, żeby woda wlana do butelki wyciekała z niej bardzo cienkim strumieniem, najlepiej w postaci ciągu pojedynczych kropli. Trzeba to zrobić metodą prób i błędów - dlatego warto mieć kilka zakrętek, próby wykonywać zaś nad zlewem lub umywalką.

3. Przez otwory przeciągnij pręt, na którym zawiśnie belka (nakrętką w dół).

4. Pręt zamocuj na statywie tak, aby butelka mogła wykonywać ruch wahadłowy.

5. Do zawieszonej i zakręconej dziurawą nakrętką butelki nalej wody. W początkowej fazie pod nakrętką warto podłożyć jakąś gąbkę lub bibułę, którą usuniesz tuż przed rozpoczęciem obserwacji.

6. Na stole, nad którym wahać się będzie butelka, połóż papierową taśmę.

7. Wpraw butelkę w ruch wahadłowy - krople wody ułożą się na papierze, tworząc odcinek.

8. Zacznij ciągnąć taśmę w kierunku prostopadłym do odcinka utworzonego wcześniej przez wodę. Ruch taśmy powinien być jednostajny i niezbyt szybki.

9. Odsuń taśmę, chroniąc ja przed dalszym zalewaniem wodą - to, co na niej powstało, jest wynikiem twojego doświadczenia.

10. Wylej wodę pozostałą w butelce i wytrzyj stół.

Podsumowanie

Na papierowej taśmie kapiące krople zostawiły ślad, którego kształt wygląda w przybliżeniu tak jak na poniższym rysunku.

Otrzymana linia nazywa się sinusoidą i przedstawia zależność wychylenia od czasu w ruchu drgającym prostym (w ruchu harmonicznym). Możemy umieścić ją w układzie współrzędnych.

Na osi rzędnych (oś pionowa) umieszczono położenie drgającego ciała (w naszym doświadczeniu zakrętki butelki). Położenie to oznaczono literą . Na osi odciętych (oś pozioma) umieszczono czas i oznaczono go literą . Wartość na osi położenia - to położenie równowagi (środek odcinka „narysowanego" przez kropelki wody na początku doświadczenia). Punkty i to miejsca zawracania butelki podczas wahań, a ich współrzędna - wartość amplitudy drgań. Na osi czasu odcinek - to okres drgań, czyli czas jednego pełnego wahnięcia. Dysponując takim wykresem, możemy odczytać wartość amplitudy drgań oraz okres drgań, a następnie obliczyć częstotliwość drgań.

Poniższy rysunek przedstawia zależność położenia od czasu dla ciężarka drgającego na sprężynie. Odczytaj z wykresu amplitudę drgań, okres drgań oraz oblicz częstotliwość drgań ciężarka.

Rozwiązanie:
Amplituda drgań to największe wychylenie z położenia równowagi. Jej wartość odczytujemy na osi położenia . Wartość ta wynosi . Z rysunku wynika, że oś położenia wyskalowana jest w centymetrach, zatem amplituda drgań ciężarka wynosi .
Okres drgań odczytujemy na osi czasu. Oś ta wyskalowana jest w sekundach, a na rysunku widać, że jeden pełny cykl zmian odpowiada przedziałowi czasu , zatem okres drgań ciężarka wynosi .
Częstotliwość obliczamy podobnie jak w pierwszym przykładzie, czyli:

Ruch drgający to taki ruch, w którym wartości wielkości fizycznych opisujących go, powtarzają się cyklicznie (okresowo).

Ruch drgający odbywa się wokół punktu zwanego położeniem równowagi.

Wielkościami opisującymi ruch drgający są:

Przykładami układów drgających są: wahadło matematyczne i ciężarek na sprężynie, które wykonują drgania harmoniczne.

Wykresem zależności położenia od czasu w ruchu harmonicznym jest sinusoida. Z tego wykresu można odczytać amplitudę i okres drgań.

Małpka na lianie wykonuje 1 wahnięcie w ciągu . Oblicz częstotliwość wahań liany z małpką.

Rysunek przedstawia wykres zależności położenia od czasu dla boi kołyszącej się na wodzie.

Z wykresu odczytaj amplitudę i okres drgań oraz oblicz częstotliwość drgań.

Wahadło starego zegara z kukułką wykonuje jedno pełne wahnięcie w ciągu , pokonując przy tym drogę . Oblicz częstotliwość i amplitudę drgań tego wahadła.

Serce biegnącego człowieka wykonuje 120 uderzeń na minutę. Wyraź tę częstotliwość w hercach i oblicz okres drgań serca tego biegacza.

drgania harmoniczne (drgania proste)

- rodzaj ruchu drgającego, w którym wykresem położenia od czasu jest sinusoida. Drgania takie wywoływane są przez siłę sprężystą lub inne siły do niej podobne.

- punkt materialny zawieszony na nieważkiej i nierozciągliwej nici.

Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Hertz badał fale elektromagnetyczne. Wykazał, że one i światło są tożsame, a ich prędkość rozchodzenia się jest taka sama. Odkrył zewnętrzny efekt fotoelektryczny. Na cześć tego uczonego jednostkę częstotliwości nazwano hercem (Hz).

Ruch drgający i wielkości go opisujące: amplituda, okres, częstotliwość drgań i położenie równowagi. Ruch wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie jako przykłady ruchu drgającego

Jak zmienia się prędkość dziecka na huśtawce, gdy oddala się ono od osoby stojącej za huśtawką?

Początkowo rośnie, a następnie maleje.

Rośnie.

Maleje.

Nie zmienia się.

Jeśli osoba za huśtawką popycha huśtawkę, to prędkość rośnie, jeśli nie, to prędkość huśtawki jest stała.

Zaczynamy od położenia - jest to największe wychylenie na prawo od położenia równowagi . Kulka rozpoczyna ruch w lewo, zbliżając się do położenia równowagi . Oznacza to, że jej wychylenie maleje. Można zauważyć, że wartość prędkości kulki rośnie. Kiedy kulka mija położenie równowagi, wartość jej prędkości osiąga największą wartość. Czas trwania ruchu kulki z punktu do punktu wynosi okresu, a przebyta przez nią droga jest równa wartości amplitudy. Dalszy ruch w lewo to oddalanie się kulki z położenia równowagi w stronę punktu . Na tym etapie wychylenie z położenia równowagi rośnie, a wartość prędkości kulki maleje. W punkcie prędkość kulki osiąga wartość zero. Upłynęła kolejna okresu, droga wzrosła zaś o kolejną wartość amplitudy. Teraz następuje zmiana zwrotu prędkości - kulka zawraca i zaczyna poruszać się w prawo. Wychylenie kulki maleje, wartość prędkości rośnie aż do momentu, gdy mija punkt . Po minięciu tego punktu kulka nadal porusza się w prawo, ale wartość jej prędkość maleje, a wychylenie z położenia równowagi rośnie. Z chwilą gdy kulka znajdzie się ponownie w punkcie , kończy się jeden pełny cykl jej ruchu - jedno drganie. Prędkość kulki osiąga tu wartość zero, następuje zmiana zwrotu prędkości i kulka ponownie rozpoczyna ruch w lewo.

Obejrzyj powyższą animację, najlepiej w zwolnionym tempie i wykonaj zadanie 2. Skorzystaj z wiedzy, jaka zawarta jest w poprzednim paragrafie.

Ruch drgający i wielkości go opisujące: amplituda, okres, częstotliwość drgań i położenie równowagi. Ruch wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie jako przykłady ruchu drgającego

Opis ruchu drgającego, podobnie jak opis każdego ruchu, można przedstawić graficznie jako wykres przedstawiający zależność położenia od czasu. Aby sporządzić taki wykres dla ruchu drgającego, wykonaj poniższe doświadczenie.

# data[].attributes.attachment_link.title
Ruch drgający prosty i wielkości go opisujące. Przykłady ruchu drgającego.

# data[].attributes.attachment_link.description
Drgania występują podczas trzęsień Ziemi, drga huśtawka w parku, struna gitary i membrana głośnika. Co mają wspólnego te zjawiska? opisać ruch ciała, posługując się pojęciem toru ruchu, drogi, prędkości; mierzyć odległość oraz czas; analizować wykresy położenia od czasu w ruchu jednostajnym i jednostajnie zmiennym.

# data[].attributes.headline
Wpływ oporów ruchu na poruszające się ciała - lekcja

# data[].attributes.subject
Wpływ oporów ruchu na poruszające się ciała - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Na poruszające się lub wprawiane w ruch ciała działają siły oporu. Siły oporu ruchu utrudniają nam wykonywanie wielu czynności, np. przesuwanie ciężkich przedmiotów i jazdę na rowerze. Potrafią znacznie nadszarpnąć domowy budżet, podnosząc koszt spalania paliwa samochodowego. Czy istnieją pozytywne skutki ich działania? Czy to prawda, że bez nich nasze dotychczasowe życie nie byłoby takie jak dotychczas?

podać definicję ruchu ciała;

posługiwać się wielkościami opisującymi ruch ciała;

rozpoznawać rodzaje oddziaływań;

podać definicję siły jako wielkości fizycznej;

stwierdzić, że ruchowi ciała towarzyszą siły oporu.

wymieniać przyczyny występowania sił oporu ruchu;

opisywać tarcie jako zjawisko fizyczne;

podawać różnicę między tarciem statycznym a tarciem kinetycznym;

obliczać siłę tarcia;

opisywać pożyteczne i negatywne skutki działania sił tarcia.

Tocząca się kula, która zatrzymuje się po chwili na skutek oporów ruchu

Dlaczego poruszające się ciała po pewnym czasie zatrzymują się, tak jak kula na filmie? Dlaczego skoczek potrzebuje spadochronu, by powoli opaść na ziemię?

Wszystkie poruszające się w naszym otoczeniu ciała napotykają siły, które przeciwdziałają ich ruchowi. Mogą być one na przykład wynikiem oporu, który stawia poruszającemu się ciału ośrodek, lub tarcia między powierzchnią podłoża i ciała znajdującego się w ruchu. Określamy je jedną wspólną nazwą - sił oporu ruchu.
W celu sprawdzenia, od czego zależą, przeprowadźmy prosty eksperyment.

Określenie czynników, których zmiana wpływa na wielkość sił oporu ruchu

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Nalej do miski wodę.

2. Ustaw deskę prostopadle do powierzchni wody, a następnie ją zanurz.

3. Zacznij nią powoli poruszać w kierunku prostopadłym do jej powierzchni.

4. Poruszaj deską coraz szybciej.

5. Ustaw deskę równolegle do powierzchni wody, następnie ją zanurz.

6. Zacznij poruszać deską równolegle do powierzchni wody.

7. Wykonaj podobne doświadczenie w powietrzu.

Podsumowanie

Gdy poruszasz zanurzoną deską coraz szybciej, opór wody staje się coraz większy. Gdy poruszasz deską prostopadle do jej powierzchni, czujesz większe opory ruchu, niż gdybyś ustawił deskę równolegle. W powietrzu doświadczenie ma podobny przebieg - jedynie stawiany przez nie opór jest mniejszy. Opory ruchu zależą od prędkości poruszającego się ciała i jego kształtu. Opory ruchu są mniejsze w powietrzu niż w wodzie.

2.1 Tarcie statyczne

Każda powierzchnia, nawet taka, która na pierwszy rzut oka wydaje się idealnie gładka, ma wiele nierówności.

Powodem powstawania tarcia statycznego są nierówności stykających się powierzchni oraz siły przylegania między ich atomami. Chcąc przesunąć jedną powierzchnię równolegle względem drugiej, musimy pokonać nieregularności tych powierzchni i oderwać przylegające do siebie atomy.

Oddziaływania są wzajemne, więc szafa działa na nierówności podłogi, a podłoga - na nierówności nóżek szafy. Im większą siłą działamy, pchając szafę, tym większa jest siła tarcia. W końcu, w miarę dalszego zwiększania siły działającej na ciało, opór stawiany przez nierówności podłogi i nóżek szafy zostaje pokonany i szafa zaczyna się przesuwać.
Siłę tarcia oznaczamy najczęściej symbolem ub i wyrażamy w jednostkach siły - niutonach [N].

Pomimo że przykładamy nawet sporą siłę do niektórych przedmiotów, nie możemy ich poruszyć. Siła tarcia statycznego między przedmiotem a powierzchnią podłoża ma przeciwny zwrot do siły starającej się przesunąć ciało i czasami jest zbyt wielka, aby ją pokonać. Wraz ze wzrostem siły działania zwiększa się również siła tarcia statycznego aż do momentu, kiedy ciało zacznie się w końcu poruszać. Wtedy tarcie statyczne przyjmuje maksymalną wartość.

2.2 Tarcie kinetyczne

2.3 Od czego zależy siła tarcia?

Przesunięcie ciała wymaga przyłożenia pewnej siły zewnętrznej, która musi zrównoważyć siłę tarcia powierzchni tego ciała o podłoże. Jak można obliczyć wartość takiej siły i od czego ona zależy?

Ustalenie, od czego zależy siła tarcia?

Co będzie potrzebne

drewniany prostopadłościan z haczykiem;

obciążniki;

różne powierzchnie (podłoża), po których będzie można przesuwać prostopadłościan (np. drewniany blat, papier ścierny, styropian).

Instrukcja

1. Ustaw prostopadłościan tak, aby ścianą o największej powierzchni dotykał wybranego podłoża.

2. Zaczep siłomierz o haczyk i ustaw go równolegle do powierzchni.

3. Zacznij ciągnąć klocek za pomocą siłomierza - rób to ze stałą prędkością.

4. Zapisz wartość siły odczytanej z siłomierza.

5. Obciąż klocek dodatkowym ciężarkiem.

6. Wykonaj ponownie doświadczenie i zapisz wyniki.

7. Wykonaj pomiar w przypadku kilku większych obciążeń (dokładaj kolejne ciężarki).

8. Zapisz wyniki.

9. Ustaw prostopadłościan tak, aby dotykał podłoża ścianą o najmniejszej powierzchni.

10. Powtórz cały cykl pomiarów.

11. Zmieniaj podłoża na kolejne i za każdym razem powtarzaj czynności od 1 do 10.

Podsumowanie

Siła tarcia kinetycznego nie zależy od pola powierzchni stykającej się z podłożem poruszającego się ciała, a jedynie od siły nacisku tego ciała na podłoże oraz od rodzaju stykających się powierzchni.

We wzorze nie występują wektory, lecz tylko ich wartości!
2.4 Jak obliczyć siłę tarcia kinetycznego?

Pamiętajmy, że charakter praw rządzących tarciem jest czysto doświadczalny. Warunkiem ich występowania jest istnienie siły prostopadłej do powierzchni styku trących ciał. Zależą one głównie od siły nacisku i rodzaju powierzchni trących oraz zdecydowanie w mniejszym stopniu od prędkości poruszającego się ciała. Do obliczenia w pewnym przybliżeniu sił tarcia możemy posłużyć się następującym wzorem:
Siła tarcia

Współczynnik tarcia jest więc wielkością niemianowaną - nieposiadającą jednostki fizycznej (miana).
Współczynniki tarcia między danymi powierzchniami możemy wyznaczyć doświadczalnie. Wystarczy zmierzyć wartość siły nacisku i wartość siły tarcia, korzystając z poprzedniego wzoru i opisanego powyżej doświadczenia nr 2.

W przypadku gdy próbujemy wprawić ciało w ruch, nie możemy posługiwać się wielkością fizyczną, jaką jest współczynnik tarcia kinetycznego. Jak można się domyślić, powinniśmy używać zbliżonej, opisującej spoczywające względem siebie ciała wielkości - współczynnika tarcia statycznego.

W przedstawionej możemy znaleźć przykładowe wartości współczynnika tarcia występującego między powierzchniami wybranych materiałów.

Tarcie toczne pojawia się podczas toczenia się walca lub kuli po płaskiej powierzchni. Siła wprawiająca ciało w tego typu ruch jest znacznie mniejsza niż siła wymagana do jego przesunięcia. Dlatego w urządzeniach mechanicznych stosuje się tak wiele łożysk.

2.5 Czy tarcie może być pożyteczne?

Tarcie odgrywa niezwykle istotną rolę w naszym życiu. Jest z jednej strony zjawiskiem niepożądanym, utrudniającym wykonywanie pracy, z drugiej zaś pozwala nam funkcjonować na co dzień - chodzić, pisać czy jeździć samochodem.
Gdyby nie tarcie między drogą a oponami, nasz samochód nie byłby w stanie ruszyć, jego koła kręciłyby się w miejscu. Gdyby jednak mu się to udało, nie bylibyśmy się w stanie zatrzymać - nie byłoby ani tarcia między szczękami hamulców a tarczą hamulcową, ani między oponami a drogą.

Opory ruchu w wielu sytuacjach utrudniają nam życie i są przyczyną zwiększonego wydatkowania energii. Istnieją jednak sposoby na ich ograniczenie.

RPWnXSBUSg79q 1

Zgodnie z treścią czytaną przez lektora pojawia się kolejno: lupa, motocyklista, skoczek narciarski w locie, ujęcie samochodu wyścigowego formuły 1 w trakcie wyścigu, zdjęcie szafy, zdjęcie przedstawiające smarowanie różnych części maszyn oraz zdjęcie łożyska kulkowego.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Zgodnie z treścią czytaną przez lektora pojawia się kolejno: lupa, motocyklista, skoczek narciarski w locie, ujęcie samochodu wyścigowego formuły 1 w trakcie wyścigu, zdjęcie szafy, zdjęcie przedstawiające smarowanie różnych części maszyn oraz zdjęcie łożyska kulkowego.

Opory ruchu:

zwiększają się wraz ze wzrostem wartości prędkości ciała względem ośrodka,

zależą od kształtu ciała,

są większe w cieczach niż w gazach.

Tarcie - siła występująca między powierzchniami stykających się ciał stałych. Jest ona styczna do powierzchni przylegania i przeciwna do kierunku ruchu jednego z tych ciał względem drugiego (tarcie kinetyczne) lub równoważąca zewnętrzne siły, styczna do powierzchni przylegania ciał nieruchomych względem siebie. Tarcie związane z przesuwaniem ciała po powierzchni (tarcie poślizgowe) jest nieco większe podczas wprawiania ciała w ruch niż wówczas, gdy ciało w takim ruchu już się znajduje. Z tego powodu tarcie dzielimy na: statyczne i kinetyczne.

Siła tarcia statycznego pojawia się wraz z pojawieniem się siły próbującej wprawić ciało w ruch względem podłoża.

Siła tarcia kinetycznego działa między powierzchnią poruszającego się ciała a powierzchnią podłoża. Ma ona kierunek zgodny z kierunkiem przemieszczania się ciała, a jej zwrot jest przeciwny do zwrotu wektora prędkości tego ciała.

Siła tarcia kinetycznego zależy od nacisku ciała na podłoże oraz od rodzaju materiałów, z jakich wykonane są stykające się powierzchnie.

Do obliczenia sił tarcia możemy posłużyć się następującym wzorem: F T =f·F N , gdzie:
F T[N] - siła tarcia,
F N[N] - siła nacisku,
f - współczynnik tarcia.

Współczynnik tarcia opisuje rodzaj trących o siebie powierzchni i nie ma jednostki.

Współczynnik tarcia wyznaczamy doświadczalnie.

- siła występująca między powierzchniami stykających się ciał stałych, styczna do powierzchni przylegania i przeciwna do kierunku ruchu jednego z tych ciał względem drugiego.

- siła równoważąca zewnętrzne siły, styczna do powierzchni przylegania ciał nieruchomych względem siebie.

- zjawisko występujące podczas przesuwania powierzchni stykających się ciał. Efektem jest powstanie siły tarcia - jest ona styczna do powierzchni przylegania i przeciwna do zwrotu prędkości jednego z tych ciał względem drugiego (tarcie kinetyczne) lub równoważąca zewnętrzne siły, styczna do powierzchni przylegania ciał nieruchomych względem siebie (tarcie statyczne).

Przedstaw rozkład sił działających na toczącą się oponę, uwzględniając siłę tarcia oraz siłę nacisku (zaznacz kierunek, w którym toczy się opona).

Wymień trzy przykłady funkcjonalnego wykorzystania siły tarcia oraz trzy przykłady, w których siła tarcia przeszkadza w życiu codziennym - podaj inne niż wymienione podczas lekcji.

Również zwykła czynność chodzenia byłaby trudna lub wręcz niemożliwa. Gdyby nie siła tarcia, nasze buty ślizgałyby się; przypominałoby to poruszanie się po lodzie.

Gdyby nie było tarcia, nie bylibyśmy w stanie niczego napisać - po pierwsze dlatego, że do utrzymania długopisu potrzebne jest tarcie między powierzchnią długopisu a dłonią; po drugie, aby długopis mógł pisać, potrzebne jest tarcie między końcem jego wkładu a kartką papieru.

# data[].attributes.attachment_link.title
Wpływ oporów ruchu na poruszające się ciała

# data[].attributes.attachment_link.description
Na poruszające się lub wprawiane w ruch ciała działają siły oporu. Siły oporu ruchu utrudniają nam wykonywanie wielu czynności, np. przesuwanie ciężkich przedmiotów i jazdę na rowerze. Potrafią znacznie nadszarpnąć domowy budżet, podnosząc koszt spalania paliwa samochodowego. Czy istnieją pozytywne skutki ich działania? Czy to prawda, że bez nich nasze dotychczasowe życie nie byłoby takie jak dotychczas?

# data[].attributes.headline
Jak obliczamy ciepło potrzebne do zmiany temperatury, stopnienia lub wyparowania ciała? - lekcja

# data[].attributes.subject
Jak obliczamy ciepło potrzebne do zmiany temperatury, stopnienia lub wyparowania ciała? - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Jest wiosenny słoneczny dzień, temperatura wynosi +5°C, a na jeziorze ciągle leży gruba warstwa lodu. Dlaczego cały lód nie topi się od razu, gdy tylko temperatura wzrośnie powyżej zera?

podać definicję energii wewnętrznej;

zauważyć, że wzrost temperatury ciała oznacza wzrost jego energii wewnętrznej;

wymienić podstawowe stany skupienia materii oraz nazwy procesów prowadzących do zmiany stanu skupienia.

ustalać, czy ciało pobiera, czy oddaje energię w procesie ogrzewania, stygnięcia, topnienia, krzepnięcia, parowania i skraplania;

podawać definicje ciepła właściwego, ciepła topnienia (krzepnięcia) i parowania (skraplania);

obliczać ilość energii potrzebnej do ogrzania ciała o zadany przyrost temperatury;

obliczać ilość energii potrzebnej do stopienia lub odparowania zadanej ilości substancji.

Ile energii (ciepła) potrzeba do ogrzania szklanki wody? Od czego to zależy? Czy tyle samo wystarczy do ogrzania szklanki oleju?

Aby móc porównywać własności cieplne różnych substancji, wprowadzono pojęcie ciepła właściwego.

- ilość energii cieplnej potrzebna do ogrzania 1 kilograma substancji o jeden stopień Celsjusza (jeden kelwin). Jest to wielkość charakteryzująca daną substancję. Jednostką ciepła właściwego w układzie SI jest .
Definicję tę możemy zapisać za pomocą wzoru:

Wartości ciepła właściwego kilku wybranych substancji przedstawia poniższa tabela.

Podane w tabeli wartości ciepła właściwego gazów odnoszą się do sytuacji, w której ogrzewany gaz zachowuje stałą objętość. O tym, dlaczego wartości tego ciepła są inne przy odmiennych sposobach ogrzewania gazów, dowiesz się, gdy wybierzesz w liceum rozszerzony program fizyki.

Jeśli znamy wartość ciepła właściwego dla danej substancji, możemy obliczyć przyrost temperatury ciała o znanej masie po dostarczeniu mu jakiejś porcji ciepła.

Jeśli znamy wartość ciepła właściwego, możemy też obliczyć ilość energii potrzebnej do uzyskania wyższej temperatury ciała.

Dostarczanie ciepła powoduje wzrost temperatury ciała, co jest równoznaczne ze wzrostem jego energii wewnętrznej. Ale czy zawsze dostarczanie ciepła powoduje wzrost temperatury?
Wykonaj kolejne doświadczenie.

Należy się spodziewać, że ilość energii potrzebnej do stopienia jakiegoś ciała zależy od jego masy i od rodzaju substancji, z której wykonano to ciało.

Odpowiedz na pytanie postawione we wstępie do tej lekcji: dlaczego lód na powierzchni jeziora nie topi się od razu, gdy temperatura wzrasta powyżej zera?

Aby zaszedł proces odwrotny do topnienia - czyli zamiana cieczy w ciało stałe (krzepnięcie), również niezbędna jest wymiana energii. Jednak w tym procesie ciało musi oddać ciepło (energię) do otoczenia, zmniejszając swoją energię wewnętrzną.

W celu porównywania właściwości różnych materiałów wprowadza się pojęcie ciepła topnienia lub ciepło krzepnięcia. Dla danej substancji jest to ta sama wartość.

ciepło topnienia (krzepnięcia)

- ilość ciepła (energii), jaką należy dostarczyć (odebrać), aby stopić (zestalić) 1 kilogram danej substancji. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju substancji. Jednostką ciepła topnienia w układzie SI jest . Definicję tę możemy zapisać za pomocą wzoru:

gdzie:
- ciepło topnienia;
- masa ciała;
- energia (ciepło) dostarczone do ciała.
Powyższe zależności są prawdziwe, jeżeli temperatura w czasie procesu topnienia lub krzepnięcia jest stała - czyli tak, jak w przypadku ciał o budowie krystalicznej.

Wartości ciepła topnienia kilku wybranych substancji przedstawia poniższa tabela.

Wykonajmy kolejne doświadczenie.

Należy się spodziewać, że ilość energii potrzebnej do odparowania jakiejś cieczy
zależy od ilości tej cieczy i rodzaju cieczy (substancji).

Aby zaszedł proces odwrotny, czyli zamiana gazu w ciecz (skraplanie), również niezbędna jest wymiana energii. Jednak w tym procesie gaz musi oddać ciepło (energię) do otoczenia, zmniejszając swoją energię wewnętrzną.

W celu porównywania właściwości różnych materiałów wprowadza się pojęcia ciepło parowania i ciepło skraplania. Dla danej substancji jest to taka sama wielkość.

Ilość energii potrzebnej do ogrzania ciała zależy od tego, jaki przyrost temperatury chcemy uzyskać, a także od masy ogrzewanego ciała oraz od rodzaju substancji.

Do porównywania cieplnych właściwości ciał służy ciepło właściwe.

Ciepło właściwe to ilość energii cieplnej (ciepła) potrzebna do ogrzania 1 kilograma substancji o jeden stopień Celsjusza (jeden kelwin). Jest to wielkość charakteryzująca daną substancję.

Jednostką ciepła właściwego w układzie SI jest .

Aby stopić ciało stałe, należy dostarczyć energię, aby zaś zestalić ciecz, trzeba pobrać od niej energię.

Parowanie cieczy oraz wrzenie (parowanie w całej objętości cieczy) wymagają dostarczania energii cieplnej do cieczy, natomiast skraplanie wymaga odprowadzania tej energii od substancji w fazie gazowej.

ciepło parowania (skraplania)

- ilość energii cieplnej (ciepła), jaką należy dostarczyć (odebrać), aby odparować (skroplić) 1 kilogram danej substancji w danej temperaturze. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju substancji. Jednostką ciepła parowania w układzie SI jest .
Definicję tę możemy zapisać za pomocą wzoru:

Ciepło parowania dla danej substancji zależy od ciśnienia i temperatury. Im wyższa temperatura, tym ciepło parowania jest mniejsze.

Wartości ciepła parowania kilku wybranych substancji przedstawia poniższa tabela.

- kilka czynności (obciążanie szalek, regulacja) dokonywanych przed ważeniem, których zadaniem jest doprowadzenie wagi do stanu równowagi lub też wyznaczenie rzeczywistej masy towaru bez opakowania (tary).

# data[].attributes.attachment_link.title
Jak obliczamy ciepło potrzebne do zmiany temperatury, stopienia lub wyparowania ciała?

# data[].attributes.attachment_link.description
Jest wiosenny słoneczny dzień, temperatura wynosi +5°C, a na jeziorze ciągle leży gruba warstwa lodu. Dlaczego cały lód nie topi się od razu, gdy tylko temperatura wzrośnie powyżej zera? podać definicję energii wewnętrznej; zauważyć, że wzrost temperatury ciała oznacza wzrost jego energii wewnętrznej; wymienić podstawowe stany skupienia materii oraz nazwy procesów prowadzących do zmiany stanu skupienia.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Na łodzi żeglującej po oceanie członkowie załogi wykonują różne zadania. Nawigator odczytuje wskazania przyrządów pomiarowych i nanosi pozycję łodzi na mapę. Żeglarz podnosi zaś żagiel, ciągnąc za linę przerzuconą przez zespół kołowrotków. Według kapitana jednostki obaj wykonują swoją pracę. Czy jednak w rozumieniu fizyki obie te czynności można byłoby określić mianem pracy?

wymienić cechy wielkości wektorowej: punkt przyłożenia, kierunek, zwrot i wartość;

uzasadnić, dlaczego siła jest wielkością wektorową;

wykazać, że za zmianę ruchu ciała odpowiada siła;

podać definicję jednostki siły.

odróżniać znaczenie słowa praca w życiu codziennym i jako wielkości fizycznej;

podawać definicję pracy jako wielkości fizycznej;

posługiwać się dżulem [J] jako jednostką pracy;

obliczać pracę wykonywaną przez siłę działającą w kierunku równoległym do przemieszczenia ciała.

Na pewno wielokrotnie już słyszałeś słowo praca, np. wujek szuka pracy, nauczycielka zadała pracę domową, członkiem rządu jest minister pracy itp. W przytoczonych wypowiedziach słowo praca używane jest w znaczeniu ogólnym, potocznym. Fizycy używając tego pojęcia, mają na myśli precyzyjnie określoną wielkość fizyczną. Fizyk mówi, że pracę wykonuje siła, której działanie wywołuje jakiś skutek: zmianę ruchu ciała, jego przemieszczenie, zmianę prędkości lub odkształcenie.
Każdy chyba przyzna, że im dalej przesuwamy szafę, tym większą wykonujemy pracę. Jeżeli szafa jest ciężka, a siły tarcia są duże, to wykonywana praca rośnie jeszcze bardziej. Definicję pracy można sformułować następująco:

- wielkość fizyczna, która jest iloczynem siły i przemieszczenia ciała w kierunku równoległym do kierunku działania siły; pracę oznaczamy literą [W] od angielskiego słowa - praca.

lub

Warto zauważyć, że pracę można zdefiniować wzorem i słownie na podstawie wywołanych przez nią skutków.

Podczas podnoszenia piłki z podłogi na wysokość głowy większą pracę wykona osoba o większym wzroście (piłka zostanie przemieszczona na większą odległość). Osoba o tym samym wzroście wykona zaś większą pracę, podnosząc piłkę o większym ciężarze (musi użyć większej siły).

We wstępie do tej lekcji opisaliśmy pokrótce zadania wykonywane przez dwóch członków załogi statku. Zadaliśmy też pytanie: Czy w rozumieniu fizyki obie te czynności można określić mianem pracy? Odpowiedź uzasadnij.

- jednostka pracy, która oznaczana jest literą J. Nazwa jednostki pochodzi od nazwiska angielskiego fizyka i eksperymentatora J.P. Joule'a. Praca ma wartość 1 J, jeśli siła o wartości 1 N skierowana równolegle do toru ruchu przemieści ciało na odległość 1 metra.

Ściśle rzecz ujmując, na wartość pracy wpływa tylko ta składowa siły, która jest równoległa do przemieszczenia. O tym, dlaczego jest to ważne i co z tego wynika, dowiesz się w dalszej części tego rozdziału.

Łatwiej to zrozumiesz i zapamiętasz, gdy przeanalizujesz następujące przykłady:

Obrazowo rzecz ujmując, jeden dżul jest w przybliżeniu równy pracy, jaką wykonujemy, podnosząc tabliczkę czekolady (100 g) na wysokość jednego metra. Gdy praca jest duża, posługujemy się wielokrotnościami tej jednostki, tj. kilodżulami [kJ] lub megadżulami [MJ].

Ziemia działa na Księżyc siłą grawitacji, utrzymując go na orbicie okołoziemskiej. Spróbujmy obliczyć pracę, jaką wykonuje ta siła.

Ziemia przyciąga Księżyc siłą o wartości około , zwróconą do środka Ziemi (do środka okręgu, po którym porusza się Księżyc). W ciągu godziny Księżyc przebywa drogę ok. 3800 km. Zwróć jednak uwagę, że siła działająca wzdłuż promienia okręgu jest prostopadła do toru ruchu Księżyca. Oznacza to, że mimo ogromnej wartości siły i przemieszczenia praca ma wartość zero.

Warto zapamiętać, że tak jest w każdym ruchu po okręgu - praca siły skierowanej do środka okręgu ma wartość zero.

Dlaczego w pewnych sytuacjach praca może być dodatnia, ujemna lub równa zero (mimo wartości siły i przesunięcia różnych od zera), stanie się oczywiste po zapoznaniu się z pojęciami energii potencjalnej i kinetycznej oraz zasadą zachowania energii.

Zajmijmy się teraz obliczaniem pracy.

W tym miejscu można zadać pytanie, jaką pracę wykonałby dźwig, opuszczając powoli w dół, z prędkością o stałej wartości, element konstrukcyjny? Ciekawych odsyłamy do uzupełnienia zamieszczonego na końcu tej lekcji.

* Jaką pracę wykonałby dźwig, opuszczając powoli element konstrukcyjny w dół? Jaką pracę wykonałby dźwig, opuszczając powoli element konstrukcyjny w dół?

Praca ma wartość 1 dżula, jeśli siła o wartości 1 niutona skierowana równolegle do toru ruchu przesunie ciało na odległość 1 metra.

James Prescoult Joule

Joule urodził się w rodzinie piwowara. Ze względu na słabe zdrowie naukę w szkole rozpoczął dopiero w wieku 15 lat, pracując jednocześnie w browarze, gdzie zorganizował sobie pracownię fizyczną. Gdy miał 19 lat, ogłosił pierwszą samodzielną pracę naukową opisującą silnik elektryczny własnego pomysłu. Początkowo interesował się zagadnieniem ciepła, a szczególnie zamianą energii mechanicznej na ciepło - wyznaczył mechaniczny równoważnik ciepła. Następnie zajął się badaniem termicznych skutków przepływu prądu, co doprowadziło do powstania znanego dziś prawa Joule'a, według którego ilość ciepła wytworzonego przez prąd jest proporcjonalna do kwadratu natężenia prądu, czasu jego przepływu i oporu przewodnika. J.P. Joule za swoje dokonania otrzymał od królowej angielskiej nagrodę w postaci dożywotniej pensji.

# data[].attributes.attachment_link.description
Na łodzi żeglującej po oceanie członkowie załogi wykonują różne zadania. Nawigator odczytuje wskazania przyrządów pomiarowych i nanosi pozycję łodzi na mapę. Żeglarz podnosi zaś żagiel, ciągnąc za linę przerzuconą przez zespół kołowrotków. Według kapitana jednostki obaj wykonują swoją pracę. Czy jednak w rozumieniu fizyki obie te czynności można byłoby określić mianem pracy?

# data[].attributes.headline
Konstrukcja obrazów powstających przy użyciu soczewek - lekcja

# data[].attributes.subject
Konstrukcja obrazów powstających przy użyciu soczewek - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wiesz już, że soczewki są ciałami przezroczystymi skupiającymi lub rozpraszającymi światło. Jakie są jednak cechy obrazów powstających przy użyciu soczewek i czy podobnie jak dzieje się to w przypadku zwierciadeł, potrafisz je konstruować?

podać treść prawa odbicia światła;

wymienić warunki, które muszą być spełnione, aby doszło do załamania światła;

konstruować obrazy przedmiotów w zwierciadłach płaskich i wklęsłych;

określić cechy obrazów powstałych w zwierciadłach płaskich i wklęsłych;

podać definicję soczewki;

klasyfikować soczewki ze względu na ich kształt i właściwości optyczne;

podać przykłady przyrządów i układów optycznych wykorzystujących soczewki.

konstruować obrazy powstające za pomocą soczewek wklęsłych i wypukłych;

wymieniać cechy obrazów powstających w soczewkach;

zapisywać i stosować równanie soczewki;

Podstawowym zadaniem soczewek w układach optycznych jest symetryczne względem ich skupianie bądź też rozpraszanie padających na nie promieni światła. W przypadku soczewki dwuwypukłej lub dwuwklęsłej oś optyczna to linia łącząca środki sfer ograniczających soczewkę. Oś ta stanowi jednocześnie oś symetrii soczewki.

Na osi optycznej leży środek soczewki - można go wyznaczyć graficznie, jak przedstawiono na poniższym rysunku.

Światło podczas przejścia przez soczewkę ulega dwukrotnie załamaniu - raz, gdy wchodzi do soczewki, drugi raz, gdy ją opuszcza.

Wyjaśnij, dlaczego światło podczas wchodzenia i wychodzenia z soczewki ulega załamaniu?

Gdy promienie świetlne biegnące równolegle do osi optycznej przejdą przez soczewkę skupiającą, przecinają się w jednym punkcie leżącym na osi optycznej. Punkt ten nazywamy i oznaczamy literą F. Odległość tego punktu od środka S soczewki nazywamy f.

Ogniskiem (F) soczewki skupiającej nazywamy punkt, w którym przecinają się wszystkie promienie wiązki światła po przejściu przez soczewkę, które przed wejściem do niej biegły równoległe do jej osi optycznej.

Ogniskową (f) soczewki nazywamy odległość ogniska (F) od środka soczewki (S).

W przypadku soczewek rozpraszających, wiązka padającego światła jest rozbieżna - promienie po przejściu przez soczewkę rozpraszają się w taki sposób, że ich przedłużenia przecinają się w jednym punkcie. Jest to tzw. soczewki rozpraszającej. Znajduje sie ono po tej samej stronie soczewki, z której biegły promienie.

Aby przekonać się o tym, jakie obrazy otrzymujemy przy użyciu soczewek skupiających, przeprowadźmy doświadczenie.

Podobnie jak w przypadku zwierciadeł, w odpowiedzi na pytanie postawione w podsumowaniu doświadczenia pomocne okażą się konstrukcje geometryczne obrazów wykorzystujące charakterystyczne dla soczewek promienie.

W przypadku gdy musimy skonstruować obraz powstający przy użyciu soczewek skupiających, zwykle wybieramy dwa z trzech wymienionych poniżej promieni:

1. promień równoległy do osi optycznej - po przejściu przez soczewkę przechodzi przez ognisko;

2. promień przechodzący przez ognisko - po przejściu przez soczewkę wychodzi równoległy do osi optycznej;

3. promień przechodzący przez środek soczewki - po przejściu przez soczewkę jego kierunek (tor) nie ulega zmianie.

To ostatnie zdanie jest prawdziwe w odniesieniu do soczewek cienkich, a takich będziemy używać w naszych doświadczeniach. Pomijamy wtedy grubość soczewki i rysujemy ją w postaci odcinka zakończonego strzałkami.

Obraz punktu powstaje na przecięciu się co najmniej dwóch promieni lub ich przedłużeń.

Zestawienie położenia obrazu w zależności od położenia przedmiotu oraz cech powstających obrazów znajduje się w poniższej tabelce.

odwrócony, rzeczywisty, pomniejszony

odwrócony, rzeczywisty, takiej samej wielkości

odwrócony, rzeczywisty, powiększony

promienie po przejściu przez soczewkę są w stosunku do siebie równoległe

obraz powstaje po tej samej stronie, po której znajduje się przedmiot

prosty, pozorny, powiększony

W celu przeprowadzenia konstrukcji obrazu w soczewce rozpraszającej (tak samo jak w skupiającej) wystarczą dwa promienie:

1. promień padający równolegle do osi optycznej - po przejściu przez soczewkę biegnie tak, że jego przedłużenie przechodzi przez ognisko pozorne;

2. promień przechodzący przez środek soczewki - po przejściu przez soczewkę nie zmienia kierunku biegu.

W soczewkach rozpraszających powstający obraz jest zawsze prosty, pomniejszony i pozorny.

Podaj, w jakiej odległości od soczewki skupiającej należy umieścić przedmiot, aby uzyskać obraz powiększony, prosty i rzeczywisty. Skorzystaj z wyników uzyskanych przy wykonywaniu polecenia 2.

Ogniskiem (F) soczewki skupiającej nazywamy punkt, w którym przecinają się promienie światła po przejściu przez soczewkę, które przed wejściem do niej były równoległe do osi optycznej.

Ogniskową (f) soczewki nazywamy odległość ogniska (F) od środka soczewki (S).

W przypadku gdy musimy skonstruować obraz w soczewkach skupiających, zwykle wybieramy dwa z trzech wymienionych poniżej promieni:

promień równoległy do osi optycznej - po przejściu przez soczewkę przechodzi przez ognisko;

promień przechodzący przez ognisko - po przejściu przez soczewkę wychodzi równoległy do osi optycznej;

promień przechodzący przez środek soczewki - po przejściu przez soczewkę nie ulega odchyleniu (charakterystyczne dla cienkich soczewek).

Cechy obrazu powstałego w soczewkach skupiających zależą od odległości przedmiotu od soczewki.

Obrazy rzeczywiste powstają w miejscu przecięcia się promieni załamanych. Często jednak dzieje się tak, że promienie załamane są rozbieżne. Wtedy jednak przecinają się ich przedłużenia, powstaje wówczas obraz pozorny. W przypadku gdy promienie po wyjściu z soczewki są w stosunku do siebie równoległe, obraz w ogóle nie powstanie.

W przypadku soczewki rozpraszającej konstrukcja obrazu wygląda inaczej w porównaniu z soczewkami skupiającymi. Wiązka promieni biegnących równolegle do osi optycznej po przejściu przez soczewkę jest zawsze rozbieżna. Przecięciu ulegają wówczas przedłużenia promieni załamanych w punkcie leżącym na osi optycznej, nazywanym ogniskiem pozornym.

Aby dokonać konstrukcji obrazu w soczewce rozpraszającej wystarczą dwa promienie:

promień padający równolegle do osi optycznej - po przejściu przez soczewkę jego przedłużenie przechodzi przez ognisko pozorne;

promień przechodzący przez środek soczewki - po przejściu przez soczewkę promień nie ulega odchyleniu.

W soczewkach rozpraszających obraz, który powstaje, jest zawsze prosty, pomniejszony i pozorny.

Obraz rzeczywisty punktu powstaje w miejscu przecięcia się promieni załamanych w soczewce. Często jednak dzieje się tak, że promienie załamane są rozbieżne. Wtedy zawsze przecinają się ich przedłużenia i powstaje wówczas obraz pozorny. W przypadku gdy promienie załamane są w stosunku do siebie równoległe, obraz w ogóle nie powstanie.

W przypadku soczewki rozpraszającej konstrukcja obrazu wygląda nieco inaczej. Wiązka promieni równolegle padających na soczewkę po jej opuszczeniu jest rozbieżna. Jak już wspominaliśmy, przecięciu ulegają wówczas jedynie przedłużenia promieni załamanych w tzw. .

# data[].attributes.attachment_link.title
Konstrukcja obrazów powstających przy użyciu soczewek

# data[].attributes.attachment_link.description
Wiesz już, że soczewki są ciałami przezroczystymi skupiającymi lub rozpraszającymi światło. Jakie są jednak cechy obrazów powstających przy użyciu soczewek i czy podobnie jak dzieje się to w przypadku zwierciadeł, potrafisz je konstruować?

# data[].attributes.headline
Energia potencjalna grawitacji i sprężystości - lekcja

# data[].attributes.subject
Energia potencjalna grawitacji i sprężystości - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Pompa dostarcza kolejne porcje betonu do zalania stropu między piętrami wieżowca. Trwa to przez pewien czas. Czy można obliczyć pracę, jaką musi wykonać ta pompa, aby zalać cały strop?

podać definicję energii jako wielkości fizycznej opisującej stan ciała lub układu ciał, wyrażającej jego zdolność do wykonania pracy;

stwierdzić, że energia mechaniczna jest sumą energii potencjalnej i kinetycznej;

podać definicję jednostki energii;

stwierdzić, że ciała mające masę przyciągają się wzajemnie siłami grawitacji;

podać definicję siły sprężystości jako siły dążącej do przywrócenia pierwotnego kształtu lub objętości ciału, które uległo odkształceniu;

obliczać wartość energii kinetycznej.

podawać definicję energii potencjalnej;

obliczać energię potencjalną grawitacji;

obliczać energię potencjalną sprężystości;

analizować zmiany energii potencjalnej w różnych zjawiskach.

W rozdziale poświęconym energii mechanicznej dowiedziałeś się, że można ją podzielić na dwa rodzaje: energię potencjalną i energię kinetyczną. Teraz zajmiemy się tą pierwszą kategorią.

- jedna z form energii mechanicznej, którą ma układ oddziałujących ze sobą ciał (przyciągających się lub odpychających), a jej wartość zależy od położenia tych ciał względem siebie. Jest to zatem energia układu ciał.

W nazwie energii potencjalnej występuje jeszcze dodatkowe określenie - mówiące o rodzaju oddziaływania, którego skutkiem jest ta energia. Jeśli między ciałami działa siła elektryczna - mówimy o energii potencjalnej elektrycznej. Jeśli jest to siła grawitacji - o energii potencjalnej grawitacji, jeśli zaś siła sprężystości - o energii potencjalnej sprężystości itd. W przypadku energii potencjalnej sprężystości ciałami, o których mowa, są cząsteczki danego ciała. Zmiana odległości między nimi powoduje powstanie sił dążących do przywrócenia poprzednich rozmiarow lub kształtu ciała.

Te dwa ostatnie rodzaje energii potencjalnej będą przedmiotem naszych dalszych rozważań.

energia potencjalna grawitacji

- energia układu ciał oddziałujących siłami grawitacyjnymi. Wartość tej energii zależy od masy ciał oraz od odległości między nimi. Rośnie, gdy zwiększa się odległość między oddziałującymi ciałami, oraz jest większa w przypadku ciał o większej masie.

Czy ciało leżące na stole ma energię potencjalną? Czy może spaść i wykonać pracę?
Ile energii zyska ciało o masie po podniesieniu go np. na wysokość nad powierzchnię stołu?

Pamiętamy, że:

Po uwzględnieniu tych informacji widzimy, że energia potencjalna grawitacji ciała wzrosła o pracę wykonaną podczas podnoszenia tego ciała:

Książka o masie leży na półce, która znajduje się nad blatem biurka. Blat znajduje się nad podłogą pokoju, pokój zaś jest na drugim piętrze budynku. Podłoga pokoju znajduje się na wysokości metrów nad poziomem ulicy. Sytuację przedstawiono na rysunku.

Oblicz energię potencjalną grawitacji książki.
Rozwiązanie:
Przed przystąpieniem do obliczeń należy określić, względem jakiego poziomu chcemy znać wartość energii potencjalnej.
Energia potencjalna książki względem blatu biurka wynosi:

Energia potencjalna książki względem podłogi pokoju wynosi:

Energia potencjalna książki względem ulicy wynosi:

Odpowiedź:
W zależności od wyboru poziomu odniesienia wartość energii potencjalnej książki wynosi: względem blatu biurka, względem podłogi lub względem ulicy.

Wartość energii potencjalnej grawitacji zależy od wyboru poziomu, względem którego ją obliczamy.

Przyrost energii potencjalnej grawitacji nie zależy od wyboru poziomu odniesienia i jest wprost proporcjonalny do masy ciała i zmiany wysokości.

Jeżeli teraz to ciało spadnie o w dół, to może wykonać pracę o tej właśnie wartości. Powiemy, że względem powierzchni stołu energia potencjalna jest równa , gdzie jest wysokością ciała nad stołem.
Gdy czyli kiedy ciało leży na stole, to jego energia potencjalna jest równa zero. Czy jednak na pewno tak jest? Gdyby otworzyła się zapadnia i ciało to spadłoby na podłogę, to również mogłoby wykonać jakąś pracę. Oznacza to, że choć energia potencjalna ciała liczona względem powierzchni stołu była równa zero, to energia potencjalna liczona względem podłogi już nie była równa zero. Pojęcie energii potencjalnej zawsze związane jest z poziomem odniesienia, względem którego ją rozpatrujemy i obliczamy.

W lepszym zrozumieniu tego zagadnienia pomoże nam analiza poniższego przykładu.

A teraz, kiedy umiesz już obliczać energię potencjalną grawitacyjną, zastanów się, po co wprowadziliśmy to pojęcie, skoro można było rozwiązać pokazane wyżej przykłady, stosując po prostu wzór na pracę?

Otóż najważniejszą cechą energii potencjalnej jest to, że zależy ona tylko od początkowego i końcowego położenia ciała, nie zależy zaś od sposobu, w jaki ta zmiana nastąpiła. Innymi słowy - praca, którą może wykonać cegła spadająca z dachu, nie zależy od tego, w jaki sposób ta cegła została tam przetransportowana.

Scenografia przedstawiająca plac budowy: częściowo wzniesiony budynek - szkielet, pod budynkiem na ziemi płaska pryzma piachu. Animacja robotnika: bierze cegłę z ze stosu na dole i idzie schodami na dach. Ustawia cegłę na krawędzi dachu. Nad wniesioną cegłą pojawia się cyfra 1. Pojawia się animowany taśmociąg ustawiony skośnie (kąt ca. 45 stopni) od ziemi do dachu. Robotnik kładzie cegłę na taśmie, ta jedzie do góry i spada obok cegły nr 1. Nad cegłą pojawia się cyfra 2. Pojawia się animowany bloczek z liną. Robotnik na dole kładzie cegłę na szalkę zaczepioną do liny i ciągnąc z drugi koniec liny wciąga szalę z cegłą na dach. Cegła ląduje obok dwóch pierwszych. Może być też prościej podobnie jak poprzednio; cegła sama poziomo „wskakuje" na szalkę. Nad cegłą pojawia się cyfra 3. Nad cegłami i ich numerami pojawia się duży napis: W = ?. Cegły przesuwają poza krawędź stropu i spadają po kolei na pryzmę piachu, obok siebie. pojawia się na ekranie rysunek przedstawiający symbolicznie sposoby transportu cegieł: Obok siebie: taśmociąg, bloczek i schody z robotnikiem. Pojawia się widok głowy człowieka w kasku budowlanym i napis: "Na budowie zawsze noś kask".
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Scenografia przedstawiająca plac budowy: częściowo wzniesiony budynek - szkielet, pod budynkiem na ziemi płaska pryzma piachu. Animacja robotnika: bierze cegłę z ze stosu na dole i idzie schodami na dach. Ustawia cegłę na krawędzi dachu. Nad wniesioną cegłą pojawia się cyfra 1. Pojawia się animowany taśmociąg ustawiony skośnie (kąt ca. 45 stopni) od ziemi do dachu. Robotnik kładzie cegłę na taśmie, ta jedzie do góry i spada obok cegły nr 1. Nad cegłą pojawia się cyfra 2. Pojawia się animowany bloczek z liną. Robotnik na dole kładzie cegłę na szalkę zaczepioną do liny i ciągnąc z drugi koniec liny wciąga szalę z cegłą na dach. Cegła ląduje obok dwóch pierwszych. Może być też prościej podobnie jak poprzednio; cegła sama poziomo „wskakuje" na szalkę. Nad cegłą pojawia się cyfra 3. Nad cegłami i ich numerami pojawia się duży napis: W = ?. Cegły przesuwają poza krawędź stropu i spadają po kolei na pryzmę piachu, obok siebie. pojawia się na ekranie rysunek przedstawiający symbolicznie sposoby transportu cegieł: Obok siebie: taśmociąg, bloczek i schody z robotnikiem. Pojawia się widok głowy człowieka w kasku budowlanym i napis: "Na budowie zawsze noś kask".

Obliczając wartość pracy, musisz cały czas mieć na uwadze, czy siła jest stała i czy jest równoległa do przemieszczenia ciała. W przypadku niektórych zjawisk zweryfikowanie tych dwóch kwestii bywa trudne.

W celu lepszego zrozumienia tego problemu posłużmy się przykładem.

Animacja z placu budowy: pompa do betonu, obok grucha z betonem leje beton do pompy (na samochodzie), pompa ma rozłożony wysięgnik rurowy i pompuje beton na możliwie wysokie piętro. Wysięgnik nie jest zupełnie prosty, ma załamania jego odcinki są pod różnymi kątami. Synchronicznie z monologiem lektora kamera pokazuje poszczególne elementy instalacji. Plac budowy, po prawej wysoki budynek, pod budynkiem po lewej zagłębienie terenu. W zagłębieniu terenu stoi grucha z betonem, obok samochód z pompą do betonu; rozłożony wysięgnik sięgający najwyższej kondygnacji budynku. Zagłębienie takie, że grucha z betonem i pompa znajdują się na poziomie przyziemia budynku. Grucha się obraca, pompa pracuje z rury na górze wylewa się płynny beton ale nie tryska pod ciśnieniem. Górny koniec rury możliwie blisko poziomu stropu. Wysiegnik rurowy zostaje „spięty" pionową klamrą albo pojawia się strzałka od ziemi do najwyższego punktu stropu z podpisem „h". Grucha wylewa partię betonu do pompy, beton przechodzi przez pompę, potem wznosi się rurą do góry i wylewa na strop gdzie już zostaje.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Animacja z placu budowy: pompa do betonu, obok grucha z betonem leje beton do pompy (na samochodzie), pompa ma rozłożony wysięgnik rurowy i pompuje beton na możliwie wysokie piętro. Wysięgnik nie jest zupełnie prosty, ma załamania jego odcinki są pod różnymi kątami. Synchronicznie z monologiem lektora kamera pokazuje poszczególne elementy instalacji. Plac budowy, po prawej wysoki budynek, pod budynkiem po lewej zagłębienie terenu. W zagłębieniu terenu stoi grucha z betonem, obok samochód z pompą do betonu; rozłożony wysięgnik sięgający najwyższej kondygnacji budynku. Zagłębienie takie, że grucha z betonem i pompa znajdują się na poziomie przyziemia budynku. Grucha się obraca, pompa pracuje z rury na górze wylewa się płynny beton ale nie tryska pod ciśnieniem. Górny koniec rury możliwie blisko poziomu stropu. Wysiegnik rurowy zostaje „spięty" pionową klamrą albo pojawia się strzałka od ziemi do najwyższego punktu stropu z podpisem „h". Grucha wylewa partię betonu do pompy, beton przechodzi przez pompę, potem wznosi się rurą do góry i wylewa na strop gdzie już zostaje.

Gdybyś chciał obliczyć pracę pompy, wykorzystując w tym celu definicję pracy, musiałbyś znać co najmniej siłę parcia, jaką pompa wywiera na beton, i kąt nachylenia rury transportującej beton (zwróć uwagę, że jest on zmienny). Trudności w takim liczeniu jest wiele i znacznie przekraczają one umiejętności oczekiwane od ucznia. Jednak w tym momencie z pomocą przychodzi nam pojęcie energii i związane z nim prawa. Pompa musi wykonać co najmniej tyle pracy, ile wynosi przyrost energii potencjalnej betonu dostarczanego na wysokość 100 metrów, a to potrafisz już obliczyć.

Wystarczy znajomość wysokości i przetransportowanej masy. Nie dysponujesz wprawdzie masą betonu, ale możesz ją obliczyć, wykorzystując w tym celu definicje gęstości substancji, podaną gęstość betonu oraz powierzchnię i grubość wylewanego stropu:

Teraz można już obliczyć energię potencjalną, a właściwie jej przyrost:

Zalewając strop, pompa musiała wykonać pracę co najmniej 220 milionów dżuli. W rzeczywistości praca ta musi być trochę większa ze względu na opory ruchu płynnej masy betonowej w rurach doprowadzających.

Ustalenie, od czego zależy energia potencjalna sprężystości.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. W odległości około 10 cm od krótszego brzegu ławki nałóż (naciągnij) na nią gumkę recepturkę. Zadbaj, aby gumka nie była skręcona i miała kierunek prostopadły do dłuższej krawędzi ławki.

2. Zaznacz ołówkiem lub flamastrem początkowe położenie gumki.

3. Na środku ławki narysuj linię prostopadłą do krótszej krawędzi i zaznacz na niej punkt 0 (punkt przecięcia linii i położenia początkowego gumki) oraz odcinki o długości 1, 2 i 3 cm, licząc od początkowego położenia gumki w stronę bliższej krótszej krawędzi ławki. Na rysunku pokazano, jak przygotować zestaw doświadczalny.

4. Połóż monetę na ławce tak, aby jej krawędź przylegająca do gumki znalazła się w punkcie 0 i przyciskając ją do powierzchni ławki, naciągnij gumkę o 1 cm. Krawędź monety przylegająca do gumki powinna znaleźć się na linii oznaczonej 1 cm.

5. Puść monetę, pozwalając napiętej gumce ją popchnąć. Istotne jest, aby puszczając monetę, nie popchnąć jej po ławce. Palec trzeba zdecydowanym ruchem podnieść w górę, a moneta powinna zostać wprawiona w ruch tylko siłą sprężystości.

6. Zaznacz położenie monety po zatrzymaniu i zmierz odległość, na jaką się przesunęła. Powinieneś mierzyć od punktu 0 do miejsca położenia tej krawędzi monety, która jest bliżej punktu 0.

7. Pomiar powtórz około 5-6 razy. Odrzuć te wyniki, przy których zdarzyło ci się palcem popchnąć monetę po ławce. Pozostałe wpisz do tabeli wyników.

8. Zetrzyj ślady wskazujące położenia końcowe monety.

9. Powtórz czynności od pkt. 4. do 7., zwiększając odkształcenie gumki do 2 cm.

10. Zanotuj wynik w tabeli 1 i zetrzyj ślady na ławce.

11. Jeśli długość ławki na to pozwala, powtórz doświadczenie dla odkształcenia równego 3 cm.

Podsumowanie

1. Jeśli wyniki w trzeciej kolumnie tabeli rosną, oznacza to, że praca wykonana przez odkształconą sprężyście gumkę była coraz większa. Ponieważ praca ta była wykonywana kosztem energii sprężystości, możemy wnioskować, że wielkość energii sprężystości zależy od wielkości odkształcenia: im większe odkształcenie, tym większa energia.

2. W tabeli powyżej wartości średnich przesunięć monety oznaczono symbolicznie , , . W twojej tabeli będę to konkretne liczby. Iloraz mówi nam, ile razy energia odpowiadająca odkształceniu o 2 cm jest większa od energii przy odkształceniu o 1 cm. Liczba ta powinna w przybliżeniu wynosić 4. Oznacza to, że dwa razy większe odkształcenie powoduje zgromadzenie cztery razy większej energii.

Jeśli udało ci się wykonać trzeci pomiar, to iloraz mówi nam, ile razy energia odpowiadająca odkształceniu o 3 cm jest większa od energii przy odkształceniu o 1 cm. Jeżeli liczba ta wynosi około 9, oznacza to, że trzy razy większe odkształcenie odpowiada dziewięciokrotnemu wzrostowi energii sprężystości.

3. Z obliczeń w punktach 2. i 3. wynika, że energia potencjalna sprężystości jest wprost proporcjonalna do kwadratu odkształcenia.

4. Jeśli twoje wyniki znacząco różnią się od podanych wyżej, zastanów się, co mogło być tego przyczyną. Może warto powtórzyć pomiary, a może odkryłeś nowe prawo?

5. Porównaj swoje pomiary z pomiarami innych osób w klasie. Zastanów się, dlaczego wartości przesunięć monety w pomiarach kolegów i koleżanek są różne mimo takich samych odkształceń.

energia potencjalna sprężystości

- jedna z form energii mechanicznej. Mają ją ciała odkształcone sprężyście. Odkształcone to znaczy rozciągnięte, ściśnięte, wygięte lub skręcone. Wartość tej energii jest wprost proporcjonalna do kwadratu odkształcenia oraz zależy od własności sprężystych odkształcanego ciała. Zawsze jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby odkształcić ciało.

Energia potencjalna jest jedną z form energii mechanicznej. Mają ją ciała, które przyciągają się lub odpychają, a jej wartość zależy od położenia tych ciał względem siebie. Jeśli między ciałami działa siła grawitacji - mówimy o energii potencjalnej grawitacji, jeśli siła sprężystości - to energia nazywa się potencjalną sprężystości.

Energia potencjalna grawitacji to energia układu ciał oddziałujących siłami grawitacyjnymi. Wartość tej energii zależy od masy ciał oraz od odległości między nimi; rośnie, gdy zwiększa się odległość między oddziałującymi ciałami, oraz jest większa dla ciał o większej masie.

Wartość energii potencjalnej grawitacji zależy od wyboru poziomu, względem którego ją obliczamy. Przyjmuje się, że na tym umownym poziomie energia potencjalna jest równa zero.

Przyrost energii potencjalnej grawitacji nie zależy od wyboru poziomu odniesienia i jest wprost proporcjonalny do masy ciała i zmiany wysokości.

Energia potencjalna sprężystości to energia zgromadzona w ciałach odkształconych sprężyście, czyli rozciągniętych, ściśniętych, wygiętych lub skręconych. Wartość tej energii jest wprost proporcjonalna do kwadratu odkształcenia oraz zależy oraz od własności sprężystych odkształcanego ciała. Zawsze jest równa pracy, jaką trzeba włożyć, aby odkształcić ciało.

Zapoznaj się z zamieszczoną poniżej animacją.

Odkształcony pręt sprężysty też ma energię, ponieważ jest zdolny wykonać pracę. Ten rodzaj energii nazywamy energią potencjalną sprężystości. Skoro jest to energia potencjalna, powinna zależeć od wzajemnego położenia ciał, które się przyciągają lub odpychają. W tym przypadku chodzi o oddziaływanie cząsteczek bądź atomów, z których zbudowana jest nasza sprężyna. Gdy zmieniamy kształt sprężyny, zmianie ulegają odległości między cząsteczkami lub atomami tworzącymi sprężynę. Jak to się dzieje, pokazano na animacji zamieszczonej poniżej.

Na filmie przedstawiono dwa takie same koła na jasnoszarym tle. Koła niebieskie. Położone obok siebie. Na kołach narysowano strzałki. Dwie strzałki na każdym kole. Ułożone równolegle do podłoża. Jedna zwrócona w lewą stronę, druga w prawą. Końce strzałek na środku kół. Groty strzałek stykają się z krawędzią koła. Strzałki mają dwa kolory: zielony i różowy. Na lewym kole strzałka zielona zwrócona jest w lewą stronę, strzałka różowa w prawą. Na prawym kole strzałka zielona zwrócona jest w prawą stronę, strzałka różowa w lewą. Pod spodem na ciemnoszarym tle znajduje się opis strzałek. Opisy w jednej kolumnie, jeden pod drugim. Strzałki zielone - oznaczają siły odpychania. Strzałki różowe - oznaczają siły przyciągania. Strzałki pomarańczowe - oznaczają siły wypadkowe. W pierwszej scenie strzałki różowe i zielone na kołach mają te same długości. Na dole pojawia się napis: „próbka swobodna, brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W drugiej scenie koła sią od siebie odsuwają. Strzałki zielone nie zmieniają długości, strzałki różowe stają się dłuższe, groty sięgają poza koła. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są ku sobie. Na lewym kole w prawą stronę, na prawym kole w lewą stronę. Na dole pojawia się napis: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej oddalają się od siebie. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Groty pomarańczowych prawie stykają się z krawędzią koła. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła zbliżają się do siebie. Strzałki różowe i pomarańczowe staję się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce kurczyć się, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie położenie kulek wraca do położenia początkowego. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie koła zbliżają się do siebie. Długość strzałek różowych nie zmienia się. Strzałki zielone wydłużają się, groty sięgają za krawędzie kół. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są na zewnątrz. Na lewym kole w lewą stronę, na prawym kole w prawą stronę. Pojawia się napis: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie. Koła prawie stykają się ze sobą. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W następnej scenie koła powoli się od siebie odsuwają. Strzałki pomarańczowe i zielone stają się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do położenia początkowego.. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie znikają wszystkie strzałki. Zamiast nich, pomiędzy koła pojawia się sprężyna. Sprężyna łączy koła. Na dole widnieje napis: „łatwo zapamiętać kierunek się wyobrażając sobie, że cząsteczki/atomy połączone są sprężyną". Po chwili koła się oddalają. Wewnątrz kół pojawiają się pomarańczowe strzałki. Po jednej na każdym z kół. Strzałki zwrócone są ku sobie. Napis na dole mówi: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". Gdy koła bardziej się oddalają, strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła się do siebie zbliżają. W punkcie początkowym pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". Gdy koła się do siebie zbliżają, pojawiają się pomarańczowe strzałki, zwrócone do zewnątrz, przeciwnie do siebie. Napis na dole mówi: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Gdy koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie, pomarańczowe strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Na koniec koła odsuwają się od siebie, pomarańczowe strzałki stają się krótsze. Napis na dole: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do punktu wyjścia. Pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe".
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na filmie przedstawiono dwa takie same koła na jasnoszarym tle. Koła niebieskie. Położone obok siebie. Na kołach narysowano strzałki. Dwie strzałki na każdym kole. Ułożone równolegle do podłoża. Jedna zwrócona w lewą stronę, druga w prawą. Końce strzałek na środku kół. Groty strzałek stykają się z krawędzią koła. Strzałki mają dwa kolory: zielony i różowy. Na lewym kole strzałka zielona zwrócona jest w lewą stronę, strzałka różowa w prawą. Na prawym kole strzałka zielona zwrócona jest w prawą stronę, strzałka różowa w lewą. Pod spodem na ciemnoszarym tle znajduje się opis strzałek. Opisy w jednej kolumnie, jeden pod drugim. Strzałki zielone - oznaczają siły odpychania. Strzałki różowe - oznaczają siły przyciągania. Strzałki pomarańczowe - oznaczają siły wypadkowe. W pierwszej scenie strzałki różowe i zielone na kołach mają te same długości. Na dole pojawia się napis: „próbka swobodna, brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W drugiej scenie koła sią od siebie odsuwają. Strzałki zielone nie zmieniają długości, strzałki różowe stają się dłuższe, groty sięgają poza koła. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są ku sobie. Na lewym kole w prawą stronę, na prawym kole w lewą stronę. Na dole pojawia się napis: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej oddalają się od siebie. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Groty pomarańczowych prawie stykają się z krawędzią koła. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła zbliżają się do siebie. Strzałki różowe i pomarańczowe staję się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce kurczyć się, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie położenie kulek wraca do położenia początkowego. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie koła zbliżają się do siebie. Długość strzałek różowych nie zmienia się. Strzałki zielone wydłużają się, groty sięgają za krawędzie kół. Pojawiają się strzałki pomarańczowe. Początek w środku koła. Długość około połowy średnicy koła. Pomarańczowe strzałki zwrócone są na zewnątrz. Na lewym kole w lewą stronę, na prawym kole w prawą stronę. Pojawia się napis: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W kolejnej scenie koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie. Koła prawie stykają się ze sobą. Zielone strzałki bez zmian. Różowe i pomarańczowe wydłużają się. Pojawia się napis: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". W następnej scenie koła powoli się od siebie odsuwają. Strzałki pomarańczowe i zielone stają się krótsze. Pojawia się napis: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do położenia początkowego.. Strzałki różowe i zielone mają te same długości. Znikają strzałki pomarańczowe. Pojawia się napis: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". W kolejnej scenie znikają wszystkie strzałki. Zamiast nich, pomiędzy koła pojawia się sprężyna. Sprężyna łączy koła. Na dole widnieje napis: „łatwo zapamiętać kierunek się wyobrażając sobie, że cząsteczki/atomy połączone są sprężyną". Po chwili koła się oddalają. Wewnątrz kół pojawiają się pomarańczowe strzałki. Po jednej na każdym z kół. Strzałki zwrócone są ku sobie. Napis na dole mówi: „rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". Gdy koła bardziej się oddalają, strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej rozciągamy próbkę, siły wypadkowe przyciągające". W następnej scenie koła się do siebie zbliżają. W punkcie początkowym pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe". Gdy koła się do siebie zbliżają, pojawiają się pomarańczowe strzałki, zwrócone do zewnątrz, przeciwnie do siebie. Napis na dole mówi: „ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Gdy koła jeszcze bardziej zbliżają się do siebie, pomarańczowe strzałki się wydłużają. Napis na dole: „jeszcze mocniej ściskamy próbkę, siły wypadkowe odpychające". Na koniec koła odsuwają się od siebie, pomarańczowe strzałki stają się krótsze. Napis na dole: „pozwalamy próbce rozprężać się, siły wypadkowe odpychające". Po chwili koła wracają do punktu wyjścia. Pomarańczowe strzałki znikają. Napis na dole: „brak sił zewnętrznych, siły wypadkowe zerowe".

Spróbuj ustalić, od czego zależy wartość energii sprężystości, wykonując następujące doświadczenie.

* Ile wynosi wartość energii potencjalnej wartość energii potencjalnej ?

# data[].attributes.attachment_link.title
Energia potencjalna grawitacji i sprężystości

# data[].attributes.attachment_link.description
Pompa dostarcza kolejne porcje betonu do zalania stropu między piętrami wieżowca. Trwa to przez pewien czas. Czy można obliczyć pracę, jaką musi wykonać ta pompa, aby zalać cały strop?

# data[].attributes.headline
Fale stojące. Mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych - lekcja

# data[].attributes.subject
Fale stojące. Mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Zostać wirtuozem gitary, skrzypiec, fortepianu - wielu ma takie marzenia. Każdy wirtuoz musi jednak zrobić pierwszy krok i dowiedzieć się, jak na wybranym instrumencie wytworzyć dźwięk o odpowiedniej wysokości, zgodnie z zapisem nutowym.

podawać definicję fali oraz fal harmonicznych;

posługiwać się wielkościami opisującymi fale: amplituda fali, okres i częstotliwość fali, długość i prędkość fali;

wymieniać cechy dźwięku: wysokość dźwięku, głośność i barwa dźwięku;

podać związek cech dźwięku z wielkościami fizycznymi charakterystycznymi dla drgań i fal.

opisywać falę stojącą i nazywać jej charakterystyczne elementy;

opisywać mechanizm wytwarzania dźwięków w instrumentach muzycznych;

wytwarzać dźwięki o większej i mniejszej częstotliwości od wskazanego dźwięku wzorcowego za pomocą instrumentu muzycznego lub dowolnego układu drgającego.

Dźwięk jest zjawiskiem złożonym. Fizyk, który chce wyjaśnić mechanizm powstawania dźwięku w instrumentach muzycznych, stoi przed trudnym wyzwaniem. Przede wszystkim jednak musi znać i rozumieć pojęcie fali stojącej. W celu jego przybliżenia zaczniemy od przeprowadzenia doświadczenia.

węzły (na rysunku oznaczone literą W) - są to te miejsca ośrodka (sznurka), które nie drgają (amplituda drgań jest równa zero);

strzałki (na rysunku oznaczone literą S) - są to te miejsca ośrodka (sznurka), które drgają z maksymalną amplitudą.

Wytworzenie fali stojącej na sznurze zamocowanym na jednym końcu.

Co będzie potrzebne

elastyczny sznur (może być gumowy);

solidnie zamocowany w ścianie hak lub inny element, do którego możemy przywiązać sznur. Najlepiej, aby uchwyt był na wysokości łokcia eksperymentatora.

Instrukcja

1. Przywiąż solidnie jeden koniec sznurka do uchwytu na ścianie.

2. Chwyć drugi koniec sznura i odsuń się od ściany na odległość równą długości sznurka; sznurek powinien być rozciągnięty w kierunku poziomym.

3. Potrząsaj rytmicznie trzymanym końcem sznurka, zmieniaj częstotliwość ruchu i dobierz ją tak, aby uzyskać efekt podobny do tego na zdjęciu.

4. Zwiększ częstotliwość ruchu ręki i ponownie poszukaj takiej sytuacji, gdy drgania sznura ustabilizują się.

Podsumowanie

Zaobserwowany efekt nosi nazwę . Wprawiając w drgania koniec sznura, wzbudzaliśmy w nim falę. Fala ta, docierając do umocowanego końca sznura, odbijała się. W ten sposób wzdłuż sznura biegły dwie fale: jedna od eksperymentatora, a druga do eksperymentatora. Fale te nakładały się na siebie. Przy niektórych, wybranych częstotliwościach wynik ich nakładania się wyglądał tak, jakby żadna fala nie biegła wzdłuż sznura, tylko niektóre jego elementy drgały z maksymalną amplitudą, inne z mniejszą, a niektóre nie drgały wcale.
Poniższy rysunek przedstawia schematycznie uzyskaną falę stojącą.

Fala stojąca ma charakterystyczne dla siebie elementy:

Odległość między węzłem a sąsiednią strzałką jest równa ¼ długości fali biegnącej w sznurze, natomiast dwa sąsiednie węzły lub dwie sąsiednie strzałki oddalone są o ½ długości fali biegnącej w ośrodku.
Zwróć uwagę, że w naszym przykładzie (eksperyment z początku tego rozdziału) w miejscu, gdzie sznur był umocowany, zawsze powstawał węzeł, natomiast w miejscu pobudzanym do drgań tworzyła się strzałka.
Zatem najdłuższa fala, jaka mogła powstać w naszym sznurze, miała jeden węzeł i jedną strzałkę. Jej kształt pokazuje poniższy rysunek.

Największej długości fali w przeprowadzonym przez nas doświadczeniu ze sznurem odpowiada najmniejsza częstotliwość drgań, przy której udało się uzyskać falę stojącą. Tę częstotliwość nazywamy częstotliwością podstawową częstotliwością podstawową . Zwróć uwagę, że największa długość fali (a tym samym najmniejsza częstotliwość fali) związana jest z długością sznura ().

Odległość między sąsiednimi strzałkami w pewnej fali stojącej wynosi 40 cm. Oblicz długość fali biegnącej w ośrodku, w którym powstała fala stojąca.

Instrumentem muzycznym możemy nazwać każdy przedmiot, który wytwarza dźwięk, a ten dźwięk wykorzystywany jest do tworzenia muzyki. Ponieważ źródłem dźwięków są ciała drgające, to elementem zasadniczym każdego instrumentu muzycznego musi być ciało, które drga z odpowiednią częstotliwością. Tym ciałem może być struna w instrumentach strunowych lub słup powietrza w instrumentach dętych, membrana głośnika lub bębna, sprężysta blaszka w pozytywkach lub cymbałkach itp.

W nauce o instrumentach muzycznych wprowadza się różnego rodzaju podziały i systematykę. W e‑podręczniku ograniczono się do opisania dwóch popularnych typów instrumentów, czyli strunowych i dętych.

Elementem drgającym w instrumentach strunowych jest struna - sprężysty drut, włókno sztuczne lub naturalne itp. Struna jest zamocowana na obu końcach. Można pobudzać ją do drgań w różny sposób: szarpiąc (jak w gitarze), uderzając młoteczkiem (jak w fortepianie) lub pocierać smyczkiem (jak w skrzypcach). Niezależnie od sposobu pobudzenia do drgań, w strunie powstaje fala stojąca z węzłami w miejscach zamocowania. Symboliczny obraz takiej fali stojącej pokazuje poniższy rysunek.

Oznacza to, że najdłuższa fala, jaka może powstać w strunie, składa się z dwóch węzłów i jednej strzałki. Długość takiej fali jest dwa razy większa od długości struny ().

Ponieważ z najdłuższą falą stojącą w strunie związana jest jej częstotliwość podstawowa, możemy powiedzieć, że krótsza struna drga z większą częstotliwością podstawową i wydaje dźwięk wyższy.
Można łatwo się o tym przekonać, mając do dyspozycji gitarę lub inny instrument strunowy. Jeśli najpierw pobudzimy do drgań całą strunę, a następnie skrócimy drgającą część struny, przyciskając ją w jakimś miejscu na gryfie (progu), to dźwięk uzyskany w drugim przypadku będzie wyższy od pierwszego.

Mówimy tu o jednej i tej samej strunie. Częstotliwość dźwięku zależy bowiem również od grubości struny: grubsza (masywniejsza) struna wydaje dźwięk niższy niż cienka struna o tej samej długości. Dodatkowo możemy wpływać na wysokość dźwięku emitowanego przez strunę, zmieniając jej naciąg. Dzieje się tak przy strojeniu instrumentu.

W strunie oprócz fali podstawowej może powstawać jednocześnie kilka innych fal stojących o większej częstotliwości. Takie dodatkowe fale stojące nazywane są alikwotami lub składowymi harmonicznymi. Wirtuozi instrumentów strunowych wykorzystują je do wykonywania flażoletów.

Wytworzenie dźwięku w piszczałce zamkniętej.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Do probówki wlej nieco wody, tak aby słup powietrza powyżej poziomu wody wynosił około 12 cm.

2. Dmuchnij energicznie nad górną krawędzią probówki - probówka wyda dźwięk.

3. Zwróć uwagę na wysokość dźwięku. Jeśli dysponujesz komputerem i mikrofonem, obserwuj wskazania oscyloskopu i zanotuj częstotliwość sygnału zarejestrowanego przez mikrofon.

4. Dolej wody do probówki, zmniejszając długość słupa powietrza do około 8 cm i ponownie „zagraj" na takiej piszczałce. Obserwuj wysokość dźwięku wydawanego przez piszczałkę.

5. Ponownie dolej wody do probówki, skracając słup powietrza i ponownie zagraj na piszczałce.

Podsumowanie

Słup powietrza w probówce nad powierzchnią wody wydawał dźwięk. Wysokość (częstotliwość) tego dźwięku zależała od długości słupa powietrza w probówce.

Zapisz, jak zmieniała się (rosła czy malała) wysokość dźwięku emitowanego przez piszczałkę, gdy jej długość malała.

Jeśli grasz na gitarze, wykonaj flażolety i wyjaśnij, na czym polega to zjawisko. Jeśli sam nie grasz na instrumentach, poproś kolegę lub koleżankę o zademonstrowanie tego efektu w klasie.

Czynnikiem, który w każdym instrumencie dętym odpowiada za powstawanie dźwięku, jest słup powietrza ograniczony elementami konstrukcyjnymi instrumentu. Dla uproszczenia taki „element roboczy" będziemy nazywać piszczałką. Piszczałki mogą być otwarte lub zamknięte.
Zbudujmy piszczałkę zamkniętą, wykorzystując zwykłą probówkę.

Piszczałka wydawała dźwięk. Oznacza to, że słup powietrza w probówce drgał i powstała w nim fala stojąca. Tuż nad powierzchnią wody utworzył się węzeł, a u wylotu probówki - strzałka.

Podstawowym elementem instrumentu muzycznego jest ciało drgające: struna, słup powietrza, membrana itp.

W drgających elementach instrumentów (strunach, słupach powietrza, membranach) powstają fale stojące.

Fale stojące są wynikiem nałożenia się fal biegnących w przeciwne strony i składają się z:

węzłów - miejsc, w których elementy ośrodka nie drgają;

strzałek - miejsc, gdzie amplituda drgań elementów ośrodka jest maksymalna.

Odległość dwóch sąsiednich węzłów równa jest połowie długości fali biegnącej w ośrodku.

Wysokość (częstotliwość) dźwięku emitowanego przez instrument zależy od najdłuższej (podstawowej) fali, jaka może powstać w elemencie drgającym, a ta związana jest z wielkością tego elementu.

W instrumentach dętych większej długości piszczałki odpowiada mniejsza częstotliwość podstawowa, a tym samym niższy dźwięk.

W instrumentach strunowych wysokość dźwięku zależy od:

długości struny; większa długość - niższy dźwięk,

grubości struny; cieńsza struna - wyższy dźwięk,

naciągu struny; większa siła naciągu - wyższy dźwięk.

Zamocowana z obu końców struna ma długość , a dźwięk rozchodzi się w niej z prędkością o wartości . Oblicz częstotliwość podstawową powstającego dźwięku oraz długość wytworzonej fali dźwiękowej w powietrzu. Prędkość dźwięku w powietrzu przyjmij równą .

Bardzo popularnym dziś instrumentem muzycznym jest syntezator. Skorzystaj z dostępnych Ci źródeł informacji i odpowiedz na pytanie: co jest elementem drgającym w tym instrumencie oraz od czego zależy wysokość dźwięku emitowanego przez ten instrument?

- najmniejsza możliwa częstotliwość fali stojącej powstającej w ośrodku (strunie lub słupie powietrza) o długości . Jej wartość zależy od .

- efekt nałożenia się fali biegnącej ze źródła i odbitej w danym ośrodku. Nie obserwuje się w niej przesuwania się grzbietów i dolin fali; charakterystycznymi elementami są węzły (miejsca wygaszenia drgań) i strzałki (miejsca, gdzie drgania mają maksymalną amplitudę).

- element instrumentu muzycznego służący do wzmacniania dźwięku, na przykład pudło rezonansowe gitary czy fortepianu.

Fale stojące. Mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych

Która z wymienionych czynności doprowadzi do zwiększenia wysokości dźwięku emitowanego przez gitary?

Skrócenie struny.

Zwiększenie naciągu struny.

Wybranie cieńszej struny o tej samej długości.

Wydłużenie struny.

Zmniejszenie naciągu struny.

Mocniejsze szarpnięcie struny.

Wybranie grubszej struny o tej samej długości.

A jak wyglądają drgania słupa powietrza w piszczałce otwartej? Zostało to dokładnie opisane w poniższym filmie.

W profesjonalnych instrumentach dętych też są piszczałki. Różnią się one sposobem pobudzania do drgań zawartego w nich słupa powietrza oraz materiałem, z którego je wykonano. Może to być drewno w instrumentach dętych drewnianych lub metal w instrumentach blaszanych. Wszystko to wpływa na barwę dźwięku, ale nie wpływa na częstotliwość podstawową dźwięku: ta zależy tylko od długości piszczałki.

Wysokość dźwięku zależy tylko od długości piszczałki pod warunkiem, że piszczałka wypełniona jest powietrzem. Gdyby wypełnić piszczałkę innym gazem, wysokość dźwięku zmieniłaby się bez zmiany rozmiarów instrumentu, ale to nie jest przedmiotem rozważań w tym podręczniku. Zainteresowanych odsyłamy do innych źródeł.

# data[].attributes.attachment_link.title
Fale stojące. Mechanizm wytwarzania dźwięku w instrumentach muzycznych

# data[].attributes.attachment_link.description
Zostać wirtuozem gitary, skrzypiec, fortepianu - wielu ma takie marzenia. Każdy wirtuoz musi jednak zrobić pierwszy krok i dowiedzieć się, jak na wybranym instrumencie wytworzyć dźwięk o odpowiedniej wysokości, zgodnie z zapisem nutowym.

# data[].attributes.headline
Przemiany energii podczas drgań wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie - lekcja

# data[].attributes.subject
Przemiany energii podczas drgań wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Wahająca się kulka na nici porusza się, a zatem zgodnie z naszą wiedzą ma energię. Jaka jest natura tej energii? Skąd się bierze i co jest jej źródłem? Co jest w niej stałego, a co się zmienia. Jak przebiegają te zmiany?

podać definicję ruchu drgającego;

posługiwać się pojęciami i wielkościami opisującymi ruch drgający: położenie równowagi, wychylenie z położenia równowagi, okres i częstotliwość drgań, amplituda drgań;

opisać ruch ciężarka na sprężynie i wahadła matematycznego;

podać, od czego zależy wartość energii: kinetycznej, potencjalnej grawitacji i potencjalnej sprężystości.

na przykładzie wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie rozróżniać rodzaje energii, jakie posiada ciało wykonujące ruch drgający;

wskazywać etapy ruchu, w których energia kinetyczna oraz energia potencjalna drgającego ciał rośnie, a w których maleje;

wskazywać położenia ciała drgającego, w których poszczególne rodzaje energii przyjmują wartość minimalną (zero) lub wartość maksymalną.

Zacznijmy od ponownej obserwacji wahadła matematycznego. Jeśli zawiesimy kulkę na nici i zostawimy ją w spokoju (czyli w stanie równowagi), to sama nie zacznie się wahać. Potrzebna jest ingerencja z zewnątrz - ktoś musi ją popchnąć, pociągnąć lub choćby dmuchnąć na nią. Innymi słowy należy wykonać pracę, aby wychylić ją z położenia równowagi. Wykonanie tej pracy oznacza, że kulce dostarczono energii równej wykonanej pracy. Gdy kulka jest w ruchu, to posiada energię kinetyczną. Energia ta zależy od prędkości. W ruchu wahadła prędkość się zmienia, zatem energia kinetyczna też się zmienia - rośnie i maleje na przemian. Czy kulka wahadła ma tylko energię kinetyczną?

Popatrzmy uważnie:

Startujemy animację przy nieruchomym wahadle w położeniu równowagi. Animowana dłoń odchyla kulę wahadła w prawo do skrajnego położenia. W trakcie ręcznego odchylania rośnie słupek Ep od zera do maksymalnej wysokości. Identycznie rośnie słupek Ec. Czerwony wektor prędkości zawsze prostopadły do nitki. Przyłożony do środka kulki. W punktach skrajnych A1 i A2 wynosi zero. W punkcie O ma wartość maksymalną. Długość nitki nie zmienia się; kulka porusza się po łuku

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Startujemy animację przy nieruchomym wahadle w położeniu równowagi. Animowana dłoń odchyla kulę wahadła w prawo do skrajnego położenia. W trakcie ręcznego odchylania rośnie słupek Ep od zera do maksymalnej wysokości. Identycznie rośnie słupek Ec. Czerwony wektor prędkości zawsze prostopadły do nitki. Przyłożony do środka kulki. W punktach skrajnych A1 i A2 wynosi zero. W punkcie O ma wartość maksymalną. Długość nitki nie zmienia się; kulka porusza się po łuku

Wychylając kulkę z położenia równowagi do położenia , wykonujemy pracę. Praca ta zostaje zmagazynowana w postaci energii potencjalnej grawitacji, ponieważ wzrosła wysokość, na jakiej znajduje się kulka. Wartość tej energii jest równa pracy wykonanej przez siły zewnętrzne. Gdy kulkę puścimy, rozpocznie ona ruch w kierunku położenia równowagi. W momencie startu prędkość kulki ma wartość zero, zatem jej energia kinetyczna też ma wartość zero. Gdy kulka zbliża się do położenia równowagi , rośnie prędkość kulki, rośnie też jej energia kinetyczna, a jednocześnie maleje energia potencjalna - ponieważ maleje wysokość, na jakiej kulka się w danej chwili znajduje. Przy przejściu przez położenie równowagi energia kinetyczna jest największa, a potencjalna osiąga minimalną wartość - przyjmijmy, że na tym poziomie równą zero. Podczas ruchu od punktu do punktu zmniejsza się energia kinetyczna, a rośnie potencjalna. W punkcie zmiany zwrotu prędkości energia potencjalna osiąga największą wartość, kinetyczna zaś maleje do zera. Przez cały ten czas, jeżeli pominiemy oporu ruchu, suma energii kinetycznej i potencjalnej pozostaje stała i równa pracy, którą włożono, wprawiając wahadło w ruch.

Rozpatrzmy teraz sytuację z ciężarkiem zawieszonym na sprężynie.

amplituda - większą energię ma ciało drgające z większą amplitudą (więcej pracy trzeba włożyć, aby bardziej odchylić kulkę wahadła czy mocniej naciągnąć sprężynę);

częstotliwość - ciało drgające z większą częstotliwością ma większą energię;

masa drgającego ciała - związek energii z masą ciała był przedstawiony w rozdziałach o energii potencjalnej i energii kinetycznej.

Podczas rozciągania sprężyny wykonujemy pracę przeciwko sile sprężystości. Praca ta zostaje zmagazynowana w postaci energii potencjalnej sprężystości (wysokość ciężarka nie zmieniała się, ale zmianie uległa długość sprężyny). Gdy puścimy ciężarek, rozpocznie się jego ruch w stronę położenia równowagi. W chwili startu prędkość ciężarka była równo zero, podobnie jak wartość energii kinetycznej. W miarę zbliżania się ciężarka do położenia równowagi energia kinetyczna rośnie (bo rośnie prędkość ciężarka), a energia potencjalna sprężystości - maleje, ponieważ sprężyna staje się coraz mniej napięta. Przy przejściu przez położenie równowagi energia kinetyczna jest największa, a energia potencjalna osiąga wartość zero - sprężyna jest nienaciągnięta. Podczas ruchu od punktu do punktu zmniejsza się energia kinetyczna, rośnie zaś potencjalna (ściśnięta sprężyna też ma energię potencjalną sprężystości). W punkcie maksymalnego wychylenia energia potencjalna osiąga największą wartość, a kinetyczna maleje do zera. Przez cały ten czas suma energii kinetycznej i potencjalnej pozostaje stała (jeżeli pominiemy opory ruchu) i równa pracy, którą włożono w początkowe rozciągnięcie sprężyny.

Ciało wykonujące ruch drgający posiada dwa rodzaje energii: kinetyczną i potencjalną.

Dla wahadła matematycznego energia potencjalna to energia potencjalna grawitacyjna, a dla ciężarka na sprężynie jest to energia potencjalna sprężystości.

Podczas drgania zmienia się zarówno wartość energii kinetycznej, jak i energii potencjalnej.

Energia kinetyczna:

rośnie, gdy ciało drgające zbliża się do położenia równowagi;

maleje podczas oddalania się ciała od położenia równowagi;

osiąga największą wartość, gdy ciało przechodzi przez położenie równowagi;

przyjmuje wartość zero w punktach maksymalnego wychylenia z położenia równowagi.

Energia potencjalna:

maleje, gdy ciało drgające zbliża się do położenia równowagi;

rośnie podczas oddalania się ciała od położenia równowagi;

osiąga największą wartość w punktach maksymalnego wychylenia z położenia równowagi;

przyjmuje wartość zero, gdy ciało przechodzi przez położenie równowagi.

Suma energii kinetycznej i potencjalnej podczas drgania pozostaje stała i równa jest pracy wykonanej przez siły zewnętrzne podczas wychylenia ciała z położenia równowagi.

Przejdź do ćwiczenia

I do punktu II poprzez punkt O. Jak zmienia się wartość energii potencjalnej ciężarka podczas tego ruchu?">

Ciężarek na sprężynie porusza się z punktu I do punktu II poprzez punkt O. Jak zmienia się wartość energii potencjalnej ciężarka podczas tego ruchu?

Podczas ruchu z I do O energia potencjalna maleje, a przy ruchu z O do II - rośnie.

Energia potencjalna ciężarka cały czas maleje.

Podczas ruchu z I do O energia potencjalna rośnie, a przy ruchu z O do II - maleje.

Energia potencjalna ciężarka cały czas rośnie.

Energia potencjalna ciężarka nie zmienia się, ponieważ nie zmienia się jego wysokość.

Przejdź do ćwiczenia

Wahadło matematyczne wykonało dwa pełne drgania. Ile razy energia kinetyczna w tym ruchu osiągnęła wartość maksymalną? W jakim momencie ruchu to się stało?

Cztery razy; w chwili przejścia przez położenie równowagi.

Dwa razy; w chwili przejścia przez położenie równowagi.

Cztery razy; w chwili przejścia przez punkt zawracania.

Osiem razy; w chwili przejścia przez punkt zawracania.

Wykaż, że dla kulki wiszącej na dłuższej nici zmiana wysokości (przy odchyleniu o taki sam kąt od pionu) będzie większa niż dla kulki wiszącej na krótszej nici. Możesz wykonać odpowiedni rysunek.

Uzasadnij, dlaczego większa zmiana wysokości kulki umieszczonej na odchylanej od pionu nici spowoduje osiągnięcie większej wartości prędkości kulki podczas jej przechodzenia przez położenie równowagi.

Energia całkowita w ruchu drgającym związana jest z następującymi wielkościami:

*Podczas obserwacji rzeczywistych ruchów wahadła lub ciężarka na sprężynie widzimy, że amplituda drgań maleje amplituda drgań maleje .

# data[].attributes.attachment_link.title
Przemiany energii podczas drgań wahadła matematycznego i ciężarka na sprężynie

# data[].attributes.attachment_link.description
Wahająca się kulka na nici porusza się, a zatem zgodnie z naszą wiedzą ma energię. Jaka jest natura tej energii? Skąd się bierze i co jest jej źródłem? Co jest w niej stałego, a co się zmienia. Jak przebiegają te zmiany?

# data[].attributes.headline
Prawo odbicia światła. Powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim. Rozproszenie światła - lekcja

# data[].attributes.subject
Prawo odbicia światła. Powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim. Rozproszenie światła - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Jeśli nie wiesz, co jest po drugiej stronie lustra, zapytaj fizyka! Odpowie ci, że nie znajdziesz tam odwróconej kopii naszego świata, ale inny, równie tajemniczy świat fizyki. Wypowie wiele brzmiących jak zaklęcia nazw fizycznych, takich jak obraz pozorny, prawo odbicia światła i promień świetlny.

opisać prostoliniowy bieg promieni światła;

wskazać, które ciała są źródłami światła, a które świecą światłem odbitym;

odróżnić punktowe i rozciągłe źródła światła;

wyjaśnić zjawisko powstawania cienia i półcienia.

podawać definicję kąta padania i odbicia;

przytaczać treść prawa odbicia światła;

konstruować obrazy w zwierciadle płaskim;

podawać definicję obrazu pozornego;

opisywać zjawisko rozproszenia światła.

Przeprowadź obserwację, która pozwoli ci zrozumieć mechanizm powstawania obrazu w wyniku odbicia promieni świetlnych, takiego jakie widzisz na powierzchni lustra lub tafli wody.

Analiza zjawiska odbicia światła.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Na ząbki grzebienia naklej taśmę, tak aby po środku została jedna lub dwie niezaklejone szczeliny.

2. Na kartce namaluj prostą prostopadłą do dłuższej krawędzi kartki.

3. Do tej samej krawędzi leżącej na biurku kartki przyłóż następnie w pionie lusterko odbijającą stroną.

4. Ustaw grzebień na blacie stołu wzdłuż przeciwległej do lusterka dłuższej krawędzi kartki, tak aby końcówki ząbków stały prostopadle do blatu.

5. Oświetl grzebień, uzyskując jeden lub dwa promienie światła przechodzące przez niezaklejone szczeliny.

6. Oświetl lusterko tak, aby światło latarki padało na punkt, w którym narysowana prosta spotyka się z powierzchnią lusterka.

7. Zmieniaj kąt, pod jakim oświetlasz lusterko, ustawiając grzebień pod różnymi kątami do kartki papieru - latarkę trzymaj zawsze tak, by światło padało prostopadle na grzebień.

8. Co dzieje się z promieniem światła odbitym przez lusterko?

Podsumowanie

Aby uniknąć niejednoznaczności w opisie obserwowanego przez nas zjawiska, powinniśmy najpierw poznać definicje kilku pojęć. W fizyce wszystkie gładkie powierzchnie, które odbijają światło, nazywa się . Prosta prostopadła do powierzchni zwierciadła nosi nazwę . Światło latarki padało w punkcie, w którym prosta prostopadła (normalna) stykała się z powierzchnią zwierciadła. Kąt między promieniem padającym a prostopadłą nazywamy . Promień padający odbija się od powierzchni zwierciadła i powstaje promień odbity. Kąt między promieniem odbitym a prostopadłą nazywamy .

Obserwacja wykazała, że zmiana kąta, pod którym pada światło latarki na lusterko po przejściu przez grzebień pociąga za sobą zmianę kąta, pod którym padające światło się odbija. Gdy kąt padania rośnie, rośnie również kąt jego odbicia, gdy maleje - kąt odbicia także maleje.

Jeżeli w szkole znajdują się tzw. stoliki optyczne, to spróbujcie wspólnie z nauczycielem wykonać pomiary kąta padania i kąta odbicia. Zobaczycie wtedy, że słuszne jest prawo odbicia, o którym dowiecie się więcej w dalszej części podręcznika.

Odbicie światła

Promień światła pada pod kątem 40° na zwierciadło płaskie. Zwierciadło obrócono o kąt 20° zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Uzasadnij, że kąt odbicia po obrocie zwierciadła będzie wynosił 60° lub 20° w zależności od tego, jak pada promień na zwierciadło.

Dwa zwierciadła płaskie ustawiono względem siebie pod kątem 90°. Na jedno z nich pada promień światła pod kątem 30°. Narysuj dalszy bieg promienia światła w tym układzie luster.

1.1 Prawo odbicia

Zmieniając kąt padania światła, jednocześnie zmieniamy kąt jego odbicia. Kąt padania i kąt odbicia wraz z prostą prostopadłą leżą w tej samej płaszczyźnie i są sobie równe.

są płaskimi powierzchniami odbijającymi promienie świetlne, wykonanymi zwykle z metalu lub szkła pokrytego dodatkową warstwą aluminium lub srebra.
Dlaczego zwierciadła tak dobrze odbijają światło?

Powierzchnia zwierciadła jest niemal idealnie płaska; padające na nią równoległe promienie światła odbijają się dokładnie tak, że są nadal równoległe. Dzięki temu jesteśmy w stanie zobaczyć w zwierciadle obraz, który tak zaskakująco wiernie odwzorowuje każdy szczegół przedmiotu.

Gładką powierzchnię w dawnych czasach uzyskiwano przez polerowanie metalu - tak robiono np. w starożytnym Egipcie, Chinach czy Cesarstwie Rzymskim.

Później powierzchnię szkła zaczęto pokrywać cienką warstwą srebra lub innego metalu. Obecnie najlepsze zwierciadła uzyskuje się poprzez napylenie bardzo cienkiej (mającej grubość kilku lub kilkunastu atomów) warstwy metalu - najczęściej glinu.

2.1 Powstawanie obrazu w zwierciadle płaskim

Gdy obserwujesz w lustrze własne odbicie, możesz odnieść wrażenie, że z jego drugiej strony spogląda na ciebie twoja wierna kopia. Co więcej, znajduje się po jego drugiej stronie w takiej samej odległości co ty i powtarza wszystkie gesty, które wykonujesz. Obraz i przedmiot są symetryczne. Obraz powstający w zwierciadle płaskim jest - jak mówią fizycy - prosty. Jest on również równy przedmiotowi co do wielkości - nie został ani powiększony, ani pomniejszony. Nie zawsze tak jest - w zwierciadłach, które nie są płaskie, powstający obraz może być odwrócony, powiększony lub pomniejszony w stosunku do przedmiotu - tym zajmiemy się w następnych rozdziałach.

2.2 Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim

Aby wyznaczyć konstrukcyjnie obraz punktu w zwierciadle płaskim, musisz skorzystać minimum z dwóch promieni świetlnych wychodzących z punktu leżącego przed zwierciadłem. Pierwszy prostopadły do powierzchni zwierciadła odbija się od zwierciadła i powraca taką samą drogą, jaką przybył. Jego przedłużenie pozwoli ci na wyznaczenie prostej, na której powinien znaleźć się obraz. Drugi zostaje wysłany pod pewnym kątem do powierzchni zwierciadła i zgodnie z prawami fizyki odbija się od niej pod takim kątem, pod jakim pada. Odbite promienie rozbiegają się. Gdy jednak trafią do oka, powstanie wrażenie, jakby oba promienie wychodziły z wnętrza zwierciadła, z jakiegoś punktu, który znajduje się po drugiej stronie. Oczywiście, że takiego punktu tam w rzeczywistości nie ma. Punkt, o którym mówimy, to punktu znajdującego się przez zwierciadłem. Obraz taki powstaje w punkcie przecięcia się przedłużeń promieni odbitych od zwierciadła. Widać to dokładnie na poniższej ilustracji:

Obraz pozorny powstaje za zwierciadłem w miejscu, gdzie przecinają się przedłużenia promieni odbitych. Promienie w rzeczywistości nie wychodzą z tego punktu, ale zdają się z niego wychodzić. W rezultacie obserwator widzi w lustrze obraz punktu dokładnie w miejscu przecinania się przedłużeń promieni odbitych - stąd bierze się wrażenie oglądania świata po drugiej stronie lustra.

W podobny sposób tworzymy obrazy bardziej złożonych przedmiotów. W przypadku figur opisaną powyżej konstrukcję należy powtórzyć dla każdego z jej wierzchołków. Przeanalizuj bieg promieni na poniższej ilustracji, wskaż promienie padające na zwierciadło i odbite od niego oraz przedłużenia promieni odbitych

Zwierciadła płaskie znalazły szerokie zastosowanie zarówno w życiu codziennym, jak i w wielu urządzeniach.

Lusterko wsteczne w samochodzie podnosi bezpieczeństwo jazdy. Dzięki niemu możemy prawidłowo ocenić, w jakiej odległości za naszym pojazdem znajdują się pozostali uczestnicy ruchu drogowego. Należy jednak zauważyć, że często rolę lusterka wstecznego pełnią zwierciadła wypukłe, ale ich przeznaczenie jest takie samo.
W urządzeniach zwykle zwierciadła płaskie stosowane są do zmiany kierunku biegu promieni świetlnych. Jan Heweliusz wynalazł , którego ważnym elementem jest układ zwierciadeł płaskich.

Peryskop w swojej pierwotnej wersji wykorzystywał układ zwierciadeł, który pozwalał na powstawanie w naszym oku obrazów przedmiotów znajdujących się za przeszkodami.

Narysuj bieg promieni odbitych w przypadku „chropowatego" zwierciadła płaskiego (rysunek powyżej). Narysuj obraz trójkąta ABC w tym zwierciadle. Czy jest to możliwe? Swoją odpowiedź uzasadnij.

Jednym z podstawowych praw optyki geometrycznej jest prawo odbicia. Głosi ono, że kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający i promień odbity oraz normalna do powierzchni zwierciadła leżą w tej samej płaszczyźnie.

Zwierciadła płaskie są płaskimi powierzchniami odbijającymi, wykonanymi zwykle z metalu lub szkła pokrytego dodatkową warstwą z aluminium lub srebra.

Obraz utworzony w zwierciadle płaskim jest prosty i pozorny. Obraz prosty to taki, który w stosunku do przedmiotu nie jest odwrócony. Obraz pozorny powstaje za zwierciadłem w miejscu, gdzie przecinają się przedłużenia promieni odbitych. Promienie nie wychodzą z tego punktu, ale zdają się z niego wychodzić. W rezultacie obserwator widzi obraz punktu dokładnie w miejscu przecinania się przedłużeń promieni odbitych - z jego perspektywy jest to obszar po drugiej stronie lustrzanej tafli.

Utworzony w zwierciadle płaskim obraz jest równy przedmiotowi, to znaczy nie jest ani powiększony, ani pomniejszony w stosunku do przedmiotu.

Zwierciadła płaskie znalazły szerokie zastosowanie jako istotne elementy instrumentów optycznych, począwszy od lusterek samochodowych, luster domowych, aparatów fotograficznych, a skończywszy na laserach.

Rozproszenie światła polega na zmianie kierunku rozchodzenia się promieni światła. Jeśli równoległa wiązka promieni światła pada na zwierciadło płaskie, to po odbiciu pozostaje równoległa. Jednak gdy powierzchnia zwierciadła nie jest wystarczająco gładka, wiązka obita ulega rozproszeniu. Kierunki promieni odbitych przestają być równoległe, stają się przypadkowe.

Jaki musi być kąt padania promienia, aby pomiędzy promieniem padającym a odbitym utworzył się kąt prosty?

Kąt pomiędzy płaszczyzną zwierciadła a promieniem padającym wynosi 30°. Oblicz kąt odbicia oraz kąt pomiędzy promieniem padającym a odbitym.

Dlaczego widzimy strumień światła przechodzący przez mgłę równolegle do naszej twarzy, a nie widzimy go w czystym i przejrzystym powietrzu?

Prawo odbicia światła. Powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim. Rozproszenie światła

Zaznacz prawidłowe stwierdzenia.

Kąt odbicia znajduje się między powierzchnią zwierciadła a promieniem odbitym.

Kąt odbicia i kąt padania są zawsze równe.

Promień padający i promień odbity razem z normalną leżą na tej samej płaszczyźnie.

Prawo odbicia światła. Powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim. Rozproszenie światła

Uzupełnij lukę.

zwierciadła płaskiego, chropowatej powierzchni, dowolnej powierzchni

Gdy praktycznie wszystkie równoległe padające promienie światła odbijają się od powierzchni i dalej biegną równolegle, mamy pewność, że promienie odbiły się od ...............................................

Jan Heweliusz

W pierwszej połowie lat czterdziestych XVII wieku Heweliusz prowadził systematyczne teleskopowe obserwacje Księżyca. W swoim dziele Selenografia, czyli opisanie Księżyca przedstawił budowę skonstruowanych przez siebie przyrządów astronomicznych, za pomocą których sporządził szczegółowe mapy powierzchni Księżyca. Pierwszy w historii zagraniczny członek londyńskiego Royal Society.

Potoczna nazwa jednego z typów aparatów fotograficznych, czyli „lustrzanka", nawiązuje do płaskiego zwierciadła (lustra) będącego istotnym elementem jego konstrukcji.

To, że możesz oglądać obraz w lustrze, wynika ze sposobu, w jaki światło jest odbijane od jego powierzchni. Większość promieni odbitych trafia do naszego oka, gdzie na siatkówce tworzony jest odwrócony obraz przedmiotu. Co by się jednak stało, gdyby powierzchnia lustra była chropowata? W takiej sytuacji doszłoby do .

Promienie odbite, ze względu na nierówności płaszczyzny zwierciadła, zgodnie z prawem odbicia podążałyby w zupełnie różnych kierunkach, nie trafiając w ogóle lub tylko w części do naszego oka. Obraz przedmiotu byłby wówczas niewidoczny lub rozmyty.

Rozproszenie światła następuje również podczas przejścia promienia przez obszar, w którym występują na przykład pyłki kurzu lub kropelki wody (mgła). Warto wiedzieć, że światło rozprasza się także na atomach i cząsteczkach gazów wchodzących w sklad atmosfery Ziemi. Jednak w przypadku rozpraszania światła w atmosferze ziemskiej efekt jest ciekawszy - najsilniej rozpraszane są promienie o barwie niebieskiej - stąd bierze się niebieska barwa nieba. Światło Słońca podczas zachodu ulega silnemu rozproszeniu i do naszych oczu przechodzi głównie światło o barwie czerwonej i pomarańczowej - dlatego zachodzące Słońce ma barwę czerwono‑pomarańczową. Zagadnienia te możesz poznać dokładniej podczas nauki w szkole ponadgimnazjalnej i na studiach wyższych, ale podziwiać zachodzące Słońce możesz już teraz.

# data[].attributes.attachment_link.title
Prawo odbicia światła. Powstawanie obrazu pozornego w zwierciadle płaskim. Rozproszenie światła

# data[].attributes.attachment_link.description
Jeśli nie wiesz, co jest po drugiej stronie lustra, zapytaj fizyka! Odpowie ci, że nie znajdziesz tam odwróconej kopii naszego świata, ale inny, równie tajemniczy świat fizyki. Wypowie wiele brzmiących jak zaklęcia nazw fizycznych, takich jak obraz pozorny, prawo odbicia światła i promień świetlny.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Gdy obserwujesz łyżeczkę przez boczną ściankę szklanki z herbatą, masz wrażenie, że jest ona większa i w górnej części jakby złamana. Próbując wyłowić leżący na dnie basenu przedmiot, zwykle nie znajdujesz go dokładnie tam, gdzie tego oczekiwałeś. Są to przykłady, w których spotykasz się ze zjawiskiem załamania światła. Czy potrafisz je wykorzystać praktycznie?

sformułować prawo odbicia;

wykorzystać zjawisko odbicia światła do konstrukcji obrazu w zwierciadle płaskim i wklęsłym;

wymienić cechy obrazu powstałego w zwierciadle płaskim i wklęsłym;

wyjaśnić, co jest powodem rozpraszania światła.

podawać definicję zjawiska załamania światła i wymieniać przyczyny jego powstawania;

podawać definicję rozszczepienia światła i wyjaśniać zjawisko tęczy;

korzystać z przyrządów optycznych, takich jak pryzmat i soczewka;

klasyfikować soczewki ze względu na ich kształt;

podawać przykłady zastosowania soczewek.

Obserwacja zjawiska załamania światła na granicy dwóch ośrodków.

Co będzie potrzebne Instrukcja

1. Nad powierzchnią wody rozpyl odświeżacz powietrza.

2. Skieruj światło ze wskaźnika na powierzchnię wody.

3. Zmieniaj kąt padania promienia lasera na powierzchnię wody - zwróć szczególną uwagę na bieg promienia lasera na granicy dwóch ośrodków (powietrza i wody).

Podsumowanie

Zarówno w powietrzu, jak i wodzie promień światła laserowego jest prostoliniowy. Jednak na granicy dwóch ośrodków (w naszym przypadku powietrza i wody) możemy zauważyć, że promień lasera wyraźnie zmienia kierunek biegu. Zjawisko takie nazywamy załamaniem światła.

Przy przejściu z ośrodka, w którym prędkość rozchodzenia się światła jest mniejsza, do ośrodka, w którym prędkość światła jest większa, może dojść do zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia. Zwiększaniu kąta padania towarzyszy jednoczesny wzrost kąta załamania. Przy wartościach większych od pewnego kąta, zwanego kątem granicznym ( ), promienie światła nie przechodzą do drugiego ośrodka, lecz ulegają całkowitemu wewnętrznemu odbiciu.

Dlaczego nawet w płytkiej wodzie, pomijając nasze zdolności łowieckie, nie jesteśmy w stanie upolować ryby przy pomocy zaostrzonego patyka?

Gdy obserwujesz rybę pływającą pod powierzchnią wody, odnosisz wrażenie, że znajduje się ona na przedłużeniu promieni wpadających do twojego oka. Tak jednak nie jest, ponieważ światło opuszczając wodę, uległo załamaniu na granicy woda - powietrze. Ryba znajduje się zupełnie w innym miejscu, niż ją widzisz.

Zjawisko zmiany kierunku rozchodzenia się światła na granicy dwóch ośrodków przezroczystych nazywamy załamaniem światła.

Widoczne akwarium z promieniem lasera przechodzącym z powietrza do wody (skośnie). Zaznaczona normalna do powierzchni przechodząca przez punkt, w którym światło wpada do wody (czarna, przerywana). Zaznacza się na kolorowo (żółty) wspomniany kąt. Zaznacza się na kolorowo (pomarańczowy) wspomniany kąt. Demonstrator zmniejsza kąt padania Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio. Automatycznie zmniejsza się kąt załamania Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio. Demonstrator zwiększa kąt padania. Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio. Automatycznie zwiększa się kąt załamania Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio.

shuffle Odtwarzanie losowe skip_previous Poprzedni play_circle_outline pause_circle_outline Odtwórz/Pauza skip_next Następny repeat Powtórz

volume_up volume_off Wycisz/Wyłącz wyciszenie

subtitles Napisy fullscreen fullscreen_exit Tryb pełnoekranowy

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Widoczne akwarium z promieniem lasera przechodzącym z powietrza do wody (skośnie). Zaznaczona normalna do powierzchni przechodząca przez punkt, w którym światło wpada do wody (czarna, przerywana). Zaznacza się na kolorowo (żółty) wspomniany kąt. Zaznacza się na kolorowo (pomarańczowy) wspomniany kąt. Demonstrator zmniejsza kąt padania Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio. Automatycznie zmniejsza się kąt załamania Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio. Demonstrator zwiększa kąt padania. Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio. Automatycznie zwiększa się kąt załamania Wypełnienie kąta dostosowuje się odpowiednio.

Kąt pomiędzy kierunkiem promienia padającego a prostą prostopadłą do powierzchni (normalną) w punkcie padania nazywamy kątem padania.
Kąt załamania to kąt pomiędzy prostą prostopadłą do powierzchni (normalną) w punkcie załamania światła a kierunkiem promienia załamanego.
Promień padający, normalna i promień załamany leżą w jednej płaszczyźnie.

Gdy prędkość rozchodzenia się światła w pierwszym ośrodku jest mniejsza niż prędkość rozchodzenia się światła w drugim ośrodku, do którego światło przechodzi, wówczas kąt załamania jest większy od kąta padania.

W przypadku gdy kąt padania promienia światła na granicę dwóch ośrodków wynosi , mimo tego, że prędkości rozchodzenia się światła są różne, kierunek biegu promienia nie ulega zmianie.

Niekiedy spotkasz się z pojęciem ośrodka gęstszego optycznie lub rzadszego optycznie. Oznacza to, że w tym pierwszym światło rozchodzi się z prędkością o mniejszej wartości, a w tym drugim o większej. Nie ma to nic wspólnego z gęstością substancji ośrodka, wyrażaną w . Przykładem są takie substancje jak woda i gliceryna - ta druga substancja ma gęstość większą niż woda . Prędkość światła wynosi w glicerynie , a prawie w wodzie. Z kolei benzyna ma gęstość wynoszącą ok. gęstości wody, a prędkość światła w niej ma wartość , czyli mniej niż w wodzie. Podobna relacja jest dla wody i kwasu solnego.

Płytka płasko‑równoległa jest optycznie jednorodnym i przezroczystym dla promieni świetlnych blokiem materiału (szkło, pleksi), który ma co najmniej dwie płaskie i równoległe względem siebie powierzchnie. Gdy światło przechodzi przez płytkę płasko‑równoległą, ulega dwukrotnemu załamaniu - raz przy wejściu, a drugi raz przy wyjściu z płytki. Promień po wyjściu z płytki biegnie dalej równolegle do toru promienia padającego, zatem nie ulega odchyleniu.

Płytki płasko‑równoległe znalazły zastosowanie praktyczne, a zrozumienie biegu promienia świetlniego w niej pozwoliło na wyjaśnienie pewnych występujących w przyrodzie zjawisk.

Na czym polega fatamorgana?

Ilustracja powyżej przedstawia zasadę powstawania tzw. mirażu górnego powyżej linii horyzontu. Promień idący z wierzchołka góry ulega załamaniu na granicy dwóch ośrodków; pierwszy stanowi nagrzane powietrze o mniejszej gęstości, drugi - chłodniejsze powietrze (o większej gęstości) znajdujące się bliżej powierzchni ziemi. Przedłużenie promieni światła wpadających do oka obserwatora wywołuje wrażenie, że przedmiot, w tym przypadku wierzchołek góry, swobodnie unosi się w powietrzu.

Soczewka jest specjalnie oszlifowaną bryłą z przezroczystego materiału, która została ograniczona powierzchniami kulistymi, parabolicznymi lub walcowymi.

Soczewki najczęściej wykonane są ze szkła, tworzywa sztucznych, niektórych minerałów (kwarc, szafir), a także parafiny.

Zadaniem soczewki jako prostego urządzenia optycznego jest załamywanie przechodzącego przez nią światła. Soczewki mogą zarówno skupiać, jak i rozpraszać światło. Odpowiednio nazywamy je oraz .

Przykładem soczewki skupiającej jest soczewka dwuwypukła, rozpraszającej - dwuwklęsła. W przypadku soczewek przeznaczonych do stosowania w otoczeniu gazowym (czyli w powietrzu, a nie np. pod wodą) soczewki skupiające są cieńsze przy krawędziach i grubsze na środku, a soczewki rozpraszające odwrotnie - cieńsze w środku niż na brzegach.

Soczewki ze względu na swoje własności znalazły szerokie zastosowanie jako elementy złożonych układów optycznych. Omówienie ich zastosowania zacznijmy jednak od układu optycznego, z którego większość z nas korzysta na co dzień, a mianowicie - oka.

Załamaniem światła na granicy dwóch ośrodków przezroczystych nazywamy zmianę kierunku rozchodzenia się światła na granicy tych ośrodków.

Kąt zawarty pomiędzy kierunkiem promienia padającego a prostopadłą do powierzchni w punkcie padania promienia światła nazywamy kątem padania.

Kąt załamania to kąt pomiędzy prostopadłą do powierzchni padania w punkcie załamania światła a kierunkiem promienia załamanego.

Promień padający, prosta prostopadła (normalna) do powierzchni, na którą pada promień i promień załamany leżą w jednej płaszczyźnie.

Przyczyną zjawiska załamania jest zmiana prędkości rozchodzenia się światła przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego. Jeżeli prędkość rozchodzenia się światła w drugim ośrodku jest mniejsza niż w tym, z którego światło przychodzi, wówczas kąt załamania () jest mniejszy od kąta padania (α). Mówimy, że promień załamuje się do normalnej.

Jeżeli prędkość rozchodzenia się światła w drugim ośrodku jest większa niż w pierwszym, wówczas kąt załamania (β) jest większy od kąta padania (). Mówimy, że promień załamuje się od normalnej.

W przypadku gdy kąt padania promienia światła na granicę dwóch ośrodków wynosi , mimo tego, że prędkości rozchodzenia się światła są różne, jego tor nie ulega zmianie.

Przy przejściu światła z ośrodka, w którym prędkość rozchodzenia się go jest mniejsza, do ośrodka, w którym prędkość światła jest większa, może dojść do zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia. Zwiększaniu kąta padania towarzyszy jednoczesny wzrost kąta załamania. Przy wartościach większych od pewnego kąta, zwanego kątem granicznym ( ), promienie światła przestają przechodzić do drugiego ośrodka, lecz ulegają całkowitemu wewnętrznemu odbiciu.

Płytka płasko‑równoległa jest optycznie jednorodnym i przezroczystym dla promieni świetlnych blokiem materiału (szkło, pleksi), który ma co najmniej dwie płaskie i równoległe względem siebie powierzchnie. Gdy światło przechodzi przez płytkę płasko‑równoległą, ulega dwukrotnemu załamaniu - raz przy wejściu, a drugi raz przy wyjściu z płytki. Promień po wyjściu z płytki biegnie dalej równolegle do toru promienia padającego.

Soczewka jest ciałem przezroczystym, które zostało ograniczone powierzchniami kulistymi, parabolicznymi lub walcowymi.

Soczewki mogą zarówno skupiać, jak i rozpraszać światło. Odpowiednio nazywamy je soczewkami skupiającymi lub rozpraszającymi.

Soczewki znalazły szerokie zastosowanie w układach optycznych takich przyrządów jak:

Zasadniczym elementem budowy oka człowieka (również kręgowców i niektórych bezkręgowców) jest soczewka oczna, w której powstaje obraz obserwowanych przedmiotów na siatkówce.

Podaj dwa warunki, przy których światło przechodzące przez granice dwóch ośrodków nie ulega załamaniu.

Mamy kilka soczewek. Podaj kryterium, które pozwoli odróżnić, która z nich stosowana w otoczeniu gazowym (np. w powietrzu) jest soczewką skupiającą, a która rozpraszającą.

całkowite wewnętrzne odbicie

- zjawisko obserwowane niekiedy przy przejściu z ośrodka, w którym prędkość rozchodzenia się światła jest mniejsza do ośrodka, w którym prędkość światła jest większa. Zwiększaniu kąta padania towarzyszy jednoczesny wzrost kąta załamania. Przy wartościach większych od pewnego kąta, zwanego kątem granicznym , promienie światła przestają przechodzić do drugiego ośrodka i ulegają całkowitemu odbiciu.

Zjawisko załamania światła. Bieg promieni w soczewce skupiającej i rozpraszającej

Przeczytaj poniższe zdania i uzupełnij luki.

Gdy prędkość rozchodzenia się światła w pierwszym ośrodku jest większa od prędkości rozchodzenia się światła w ośrodku, do którego przechodzi, to kąt padania w stosunku do kąta załamania jest ................. Gdy prędkość rozchodzenia się światła w pierwszym ośrodku jest mniejsza od prędkości rozchodzenia się światła w ośrodku, do którego przechodzi, to kąt padania w stosunku do kąta załamania jest .................

Zjawisko załamania światła. Bieg promieni w soczewce skupiającej i rozpraszającej

Przeczytaj poniższe zdanie i uzupełnij lukę, wybierając poprawne stwierdzenie z listy.

jest większa w środku niż na ich brzegach., jest większa na brzegach niż w środku., jest taka sama na brzegach jak w środku.

Soczewki o charakterze skupiającym w powietrzu mają taki kształt, że ich grubość .............................................................................................

Wzorując się na budowie oka, skonstruowano aparat fotograficzny, którego obiektyw jest złożony z kilku, a nawet kilkunastu soczewek.

Okulary mają za zadanie korygować wady wzroku, takie jak krótkowzroczność, dalekowzroczność czy astygmatyzm poprzez odpowiednie skupienie lub rozproszenie promieni światła.

W mikroskopie stosujemy układ dwóch soczewek - obiektyw i okular. Ich odpowiednie zestawienie pozwala uzyskiwać nawet 1500‑krotne powiększenia. Aby zrozumieć, jak wielkie jest to powiększenie, wyobraźmy sobie, że obserwujemy przedmiot o długości 1 cm. W mikroskopie jego obraz mógłby mieć rozmiar aż 15 m.

Teleskop soczewkowy (refraktor) jest rzadko już dziś stosowanym przyrządem astronomicznym, złożonym w całości z soczewek. Podobnie jak luneta, zbudowana po raz pierwszy przez Galileusza w 1609 r. składa się ona z tubusu, w którym znajduje się skupiająca soczewka obiektywu i rozpraszająca soczewka okularu.

Dzięki takiej lunecie Galileusz odkrył, że Księżyc posiada góry i kratery oraz obszary, które badacz zinterpretował jako morza. Przy jej pomocy odkrył także cztery księżyce Jowisza.

Obecnie do obserwacji astronomicznych używamy tzw. reflektorów, w których do zbierania światła wykorzystuje się zestawy zwierciadeł i wspomagających je soczewek.

# data[].attributes.attachment_link.title
Zjawisko załamania światła. Bieg promieni w soczewce skupiającej i rozpraszającej

# data[].attributes.attachment_link.description
Gdy obserwujesz łyżeczkę przez boczną ściankę szklanki z herbatą, masz wrażenie, że jest ona większa i w górnej części jakby złamana. Próbując wyłowić leżący na dnie basenu przedmiot, zwykle nie znajdujesz go dokładnie tam, gdzie tego oczekiwałeś. Są to przykłady, w których spotykasz się ze zjawiskiem załamania światła.

# data[].attributes.headline
Energia mechaniczna i jej rodzaje - lekcja

# data[].attributes.subject
Energia mechaniczna i jej rodzaje - lekcja

# data[].attributes.attachment_link.description
E‑podręczniki to bezpłatne i dostępne dla wszystkich materiały edukacyjne.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań w ramach sprawdzianu przygotuj kartkę papieru i przybory do pisania. Może przydać się również kalkulator.

Soczewka skupiająca ma ogniskową 20 cm. W odległości 50 cm od tej soczewki postawiono świecący przedmiot. Narysuj konstrukcję obrazu tego przedmiotu, który powstał przy użyciu tej soczewki. Podaj cechy tego obrazu. Wskazówka: dla uproszczenia przyjmij, że przedmiot ma kształt strzałki prostopadłej do osi optycznej soczewki.

Promień światła białego pada na pierwszą ścianę pryzmatu równolegle do podstawy.

1. Narysuj dalszy bieg światła.

2. Opisz promienie, które narysujesz.

3. Zapisz nazwy zjawisk, którym podlega światło białe, przechodząc przez pryzmat.

Dentysta używa lusterka, które jest zwierciadłem kulistym wklęsłym. Ogniskowa takiego zwierciadła wynosi . Lusterko umieszczono w odległości od zęba.

1. Skonstruuj obraz zęba powstający w lusterku. Dla ułatwienia przedstaw ząb jako prostą figurę geometryczną - na przykład odcinek lub strzałkę.

2. Zapisz cechy tego obrazu.

# data[].attributes.attachment_link.description
Przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań w ramach sprawdzianu przygotuj kartkę papieru i przybory do pisania. Może przydać się również kalkulator. Soczewka skupiająca ma ogniskową 20 cm. W odległości 50 cm od tej soczewki postawiono świecący przedmiot. Narysuj konstrukcję obrazu tego przedmiotu, który powstał przy użyciu tej soczewki. Podaj cechy tego obrazu.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
240. Zadanie - dynamika, ruch prostoliniowy

Pocisk grzęźnie w desce po przebyciu odległości d = 5 cm. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością początkową v₀=400 m/s.

Obliczyć czas t ruchu pocisku w desce i przyspieszenie a (opóźnienie) pocisku w desce. Przyjąć odpowiednie założenia dotyczące ruchu pocisku.
240. Rozwiązanie
45. Zadanie - dynamika bryły, grawitacja

Abstrakcyjna planeta "bez ciężaru"
Oblicz szybkość kątową z którą musiałaby się obracać Ziemia, aby ciała na równiku nic nie ważyły.
Ile godzin liczyłaby wówczas doba ziemska?

9. Zadanie - natura światła

Energia fotonu fali elektromagnecznej o długości fali równej λ=400 nanometrów=400 nm (światło niebieskie).
wzór na energię zawierający długość fali oraz obliczenie energii

10. Zadanie - Zjawisko fotoelektryczne

Obliczyć długość fali światła wywołującej zjawisko fotoelektryczne dla cezu 10. Zjawisko fotoelektryczne
10. Zjawisko fotoelektryczne
1146. Zadanie - energia elektromagnetyczna

Słońce emituje energię przede wszystkim w formie promieniowania elektromagnetycznego.
Ile energii emituje Słońce w ciagu sekundy w formie swiatła?
1146. Energia emitowana przez Słońce wersja na telefon

1144. Zadanie - ruch prostoliniowy

Ciało punktowe porusza się po ustalonym torze ze stałym przyspieszeniem Wersja na telefon

1145. Zadanie - ruch prostoliniowy

1145. Ciało punktowe porusza się po ustalonym torze ze stałym przyspieszeniem Dokładność obliczeń wersja na telefon

Ciało porusza się ruchem jednostajnie opóźnionym

Ruch na równi pochyłej

Ciało na równi pochyłej w jednorodnym, stałym polu grawitacyjnym równia pochyła

1212. Zadanie - ruch prostoliniowy jednostajnie zmienny

Obliczanie prędkości końcowej, prędkości początkowej przyspieszenia i czasu ruchu.

1212. Ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony wersja na telefon

286. Zadanie - ruch prostoliniowy

Łódka płynie z prądem rzeki z prędkością v₁=20 km/h, a pod prąd z prędkością v₂=12 km/h.

286. Obliczyć prędkość prądu rzeki...

9014. Zadania - spis - mechanika
9014. Mechanika - spis zadań -Wersja na telefon
Wiele jąder atomowych jest nietrwałych i rozpadają się one. Przykładem są jądra izotopów sodu.
1198. Rozpady promieniotwórcze izotopów sodu 1198. wersja na telefon
Sprężyna z przyczepionym do niej ciężarkiem wykonuje drgania. Znamy minimalną długość sprężyny i jej długość maksymalną. Wyprowadzić zależności (wzory) na wielkości charakteryzujące ten ruch.
597. Drgania proste - komputer Drgania proste - wersja na telefon
1141. Spis wzorów z fizyki
Satelita geostacjonarny "wisi" stale nad tym samym punktem Ziemi. Jak obliczyć promień orbity tego satelity? więcej 9014. Rozwiązane zadania z mechaniki - kinematyka i dynamika

1202. Ruch po okręgu Jak obliczyć siłę dośrodkową i inne wielkości charakteryzujące ruch po okręgu

Rozpady promieniotwórcze jądra atomowego

Jakie są możliwe rozpady jąder atomowych?

Schematy rozpadów promieniotwórczych jąder atomowych

Rozpad alfa (α) - emitowana jest cząstka alfa (α) - jądro atomu helu

Powstaje nowe jądro (jądro innego pierwiastka) o liczbie atomowej mniejszej o dwa niż jądro wyjściowe i liczbie masowej o cztery mniejszej niż jądro wyjściowe.

Rozpad beta (β) minus - emitowany jest z jądra elektron oraz antyneutrino elektronowe

Powstaje nowe jądro (jądro innego pierwiastka) o liczbie atomowej o jeden większej niż jądro wyjściowe i takiej samej liczbie masowej

Rozpad beta (β) plus - z jądra emitowany jest antyelektron (pozyton) i neutrino elektronowe

W wyniku rozpadu powstaje nowe jądro (jądro innego pierwiastka) o liczbie atomowej o jeden mniejszej niż dla jądra wyjściowego i o takiej samej liczbie masowej.

Rozpad gamma (γ) - z jądra (wzbudzonego) emitowany jest kwant promieniowania elektromagnetycznego gamma (γ)

W wyniku rozpadu jest zachowane jądro tego samego pierwiastka
1198. Przykłady różnych rozpadów promieniotwórczych 1221. Hydrostatyka - podstawowe wzory
1220. Optyka geometryczna - podstawowe wzory z objaśnieniami symboli
1219. Termodynamika - podstawowe wzory 1218. Szczególna teoria względności
1216. Elektrony swobodne w metalu zastosowanie termodynamiki do opisu własności ruchu elektronów

1215. Ruch elektronów w polu elektrycznym obliczenia klasyczne i relatywistyczne
1214. Dynamika relatywistyczna, zależność między pędem a energią 1212. Ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony - przykłady obliczeń 1209. Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy - obliczanie prędkości początkowej, prędkości końcowej, przyspieszenia, czasu ruchu - przykład
Najmniejszą porcję promieniowania elektromagnetycznego nazywany fotonem.

Foton to inaczej kwant energii promieniowania elektromagnetycznego (fali elektromagnetycznej).

Energia fotonu ma wartość zależną wprost proporcjonalnie od częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego (fali elektromagnetycznej).

Wartość energii fotonu obliczamy mnożąc stałą Plancka przez częstotliwość fali elektromagnetycznej.
1208. Obliczanie energii fotonu, pędu fotonu i częstotliwości. 1206. Przykłady obliczania szybkości (wartości prędkości w ruchu jednowymiarowym
1205. Przykłady obliczania prędkości ciał Jak ustalamy dokładność końcowego wyniku?

1204. Foton jako najmniejsza porcja energii fali elektromagnetycznej - wzory

1203. Obliczyć oporność elektryczną drutu o znanej długości l i polu przekroju poprzecznego S

1201. Schematy rozpadów promieniotwórczych Jakie są możliwe rozpady jąder atomowych?

2000. Chemia szkolna - równania reakcji zobojętniania kwasów
wersja strony na telefon 286. Prędkość łódki w dół rzeki ... 1141. Ruch - wzory - definicje
240. Zadanie

Pocisk (obiekt punktowy - cząstka) grzęźnie w desce po przebyciu odległości d = 5 cm.Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością początkową v₀=400 m/s.

Obliczyć czas t ruchu pocisku w desce i przyspieszenie a (opóźnienie) pocisku w desce.

Przyjąć odpowiednie założenia dotyczące ruchu pocisku. 240. Rozwiązanie

Więcej 9000. Mechanika - spis zadań
9200. Optyka - spis 9400. Termodynamika - spis 9600. Elektromagnetyzm - spis
9800. Drgania - spis wersja na telefon
Fizyka - ogółnie 9700. Atom - spis 9003. Kinematyka - ruch po okręgu 9601. Elektrostatyka - spis 9602. Magnetyzm - spis 9603. Prąd elektryczny 9201. Optyka geometryczna - spis 9604. Siła Lorentza 9401. Gaz doskonały spis rozwiązanych zadań 1046. Zjawisko fotoelektryczne - spis zadań 9006. Energia - spis zadań

# data[].attributes.attachment_link.description
Pocisk grzęźnie w desce po przebyciu odległości d = 5 cm . Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością początkową v0 =400 m/s. Obliczyć czas t ruchu pocisku w desce i przyspieszenie a (opóźnienie) pocisku w desce. Przyjąć odpowiednie założenia dotyczące ruchu pocisku. 240.

# data[].attributes.headline
Lekcja "Zasada zachowania energii mechanicznej" klasa 7

# data[].attributes.subject
Lekcja "Zasada zachowania energii mechanicznej" klasa 7

# data[].attributes.attachment_link.title
Zasada zachowania energii mechanicznej + zadania (fizyka, szkoła podstawowa)

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Fizyka jest jedną z najtrudniejszych nauk. Wymaga znajomości matematyki, która sama w sobie jest trudna. Fizyk to wytrawny matematyk, doskonały obserwator, filozof i człowiek z wyobraźnią, który opisuje materię i jej zachowanie, czyli zjawiska zachodzące w otaczającym nas świecie. Fizyka próbuje zrozumieć, na czym polega mechanizm otaczającego nas świata i opisać go za językiem matematyki.

Przedstawiamy pełny kurs fizyki z zakresu szkoły średniej. Oto spis treści tego kursu:

Symulacje z fizyki

Inne

Kalkulator wyznaczający wykres liniowy, najlepiej oddający wyniki przeprowadzonych pomiarów.

# data[].attributes.attachment_link.description
Fizyka - portal zawierający kurs fizyki oraz wiele narzędzi przydatnych dla każdego fizyka: kalkulator jednostek, symulacje, doświadczenia i zadania.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
To avoid recurring questions:

1. You can create videos from my animations and place them, for example on youtube.
2. You can also make screenshots from my animations and use them.

Aby uniknąć powtarzających się pytań:

1. Możesz tworzyć filmy z moich animacji i umieszczać je np. Na youtube.
2. Możesz także robić zrzuty ekranu z moich animacji i używać ich.

# data[].attributes.attachment_link.description
Polski - Fizyka w szkole Fizyka Animacje/Symulacje

# data[].attributes.headline
Seria filmów edukacyjnych "Fizyka od podstaw"

# data[].attributes.subject
Seria filmów edukacyjnych "Fizyka od podstaw"

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
fizyka zadania szkoła "fizyka od podstaw" matura liceum edukacja "edukacja domowa" "projekt fizyka" egzamin kolokwium

# data[].attributes.attachment_link.description
Fizyka w szkole, ale też fizyka w życiu codziennym. Wejdź na ten kanał i naucz się szybko i skutecznie w kilka minut! Z pomocą tych filmów napiszesz sprawdzian albo kartkówkę na 5! Doświadczenia, teoria, zadania, korki, sprawdziany, kartkówki - znajdziesz tutaj wszystko czego szukasz!

# data[].attributes.attachment_link.description
Oceń , czy prawdziwe są zadnia dotyczące siły elektrodynamicznej. Wybierz tylko te prawdziwe